岩土工程地质勘察中的原位测试技术

岩土工程地质勘察中的原位测试技术

程鹤群

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摘要：岩土工程勘察在工程建设、资源开发等领域都有着不可替代的作用，在开展岩土工程地质勘察中，从总体上可采用室内试验或者现场试验的方式，而原位测试技术是现场试验中的核心技术，经由这一技术的科学应用，也就能够在岩土工程地质勘察的过程中详细了解现场的土体物理性质和指标，在没有改变岩土层基本性质的前提下，也就得到了相应的勘察结果，这些勘察结果可以作为后续项目实施的切实参考。但原位测试技术中包含了多种的技术，为发挥这一技术的优势，专业人员需选择恰当的技术。

关键词：岩土工程；地质勘察

1 原位测试技术主要类型

1.1 载荷试验

载荷试验属于原位测试中的一种，这一技术在应用的过程中，根据其应用类型的不同，又可细分为螺旋板载荷试验、深层平板载荷试验、浅层平板载荷试验、动静力荷载试验。但不同的载荷试验下，都有各自所对应的适用条件。例如，螺旋板荷载试验常用于深部试验或地下水下的地面试验。深板荷载试验更适合大直径桩的深基础和桩端土试验，但在进行具体试验时，测量深度应保持在5m以上。在浅地基土试验中，浅板荷载试验更为有效。

1.2 静力触探试验

静力触探试验在岩土工程地质勘察中有着广泛的应用，在粉土、砂土、黏性土的土壤测试中，静力触探法的使用可以帮助有关人员获得相应的岩土信息，尤其在上海地区项目中处理数据分层更加直观、可靠。根据静力触探试验的分析，一般兼具勘探和测试的功能。与常规的岩土工程勘察技术相比，静力触探试验下的勘探工作呈现出高效性，且勘探结果的准确度也相对较高，当在岩土工程地质勘察工作中遇到的是相对复杂的软黏土环境时，就可采用静力触探法。

1.3 圆锥动力触探试验

圆锥动力触探试验同样是岩土工程地质勘察中的原位测试技术，再进一步细分以后，有轻型、重型和超重型的技术区分，当在岩土工程地质勘察时面对的是粉土、填土或者砂土层、黏性土条件时，一般用选择轻型动力触探试验法；当遇到上海黄浦江堤岸浅部较厚杂填土时，重型动力触探试验更为合适；软岩和碎石土等的勘察中，超重型动力触探试验技术可以获得可靠的勘察结果。

2 原位测试技术的特点

2.1 优势

在岩土工程地质勘察工作中，如果采用的是原位测试技术，从操作的具体流程来看，是在现场所开展的测试，这种测试方式下，整体的测试时间大大缩短，与室内试验相比，具有更高的可行性，且获得的测试结果也更为准确，有更大的利用价值。但如果采用室内试验的方式，岩土区环境条件可能会对最终的勘察结果产生或多或少的影响，而原位测试技术的应用却恰好可以克服这种不利影响，保持测试的高效性和准确性。随着当下技术的不断进步，原位测试中更是采用了很多的现代化技术，呈现出了多种的技术类型，专业人员在开展岩土工程地质勘察的过程中，完全可以根据自身的切实需求，从中选择出最为适用的原位测试技术。

2.2 不足

虽然原位测试技术与常规的测试技术相比，有着明显的技术优势，但同样存在着一定技术缺陷，主要体现在以下方面：（1）在原位测试技术应用的过程中，与测试相关的应力条件表现出复杂性特征，比如，特定参数的测试中，勘察人员很难直接通过特定的方式来确定参数的具体数值，这就使得在模型确定时往往存在着流程的简化现象，也就增大了测试误差。（2）岩土荷重处于动态变化的状态下，这就使得相应的参数也会随之发生明显的变动，而原位测试技术在应用时却不能克服这一变动情况的干扰；（3）原位测试技术应用中的耗时较长，且需要投入的成本也相对较高。

3 原位测试技术的适用条件分析

3.1 适用于原位测试简单且试验条件与工程实际相差较大的情况

实际对原位测试技术进行应用的过程中，针对测试方法比较简单且试验条件与工程实际相差较大的情况下，原位测试才会具备较高的测试效果。首先在进行一些地质构造条件比较简单的测试工作时，利用原位测试技术进行测试，利用其便捷的特性，能够有效对传统地质勘察繁琐的缺点进行弥补，促使测试工作的效率得到充分的提升。其次，在试验条件与工程实际相差较大的情况下，利用原位测试技术，基于原位状态下对岩土性质进行测试，能够获取更为准确的地质勘察数据，能使得岩土地质勘察的质量得到提升。

3.2 适用于岩土受力状况复杂，计算不准确且缺少经验的情况

原位测试技术对于岩土受力状况复杂，计算不准确且缺少经验的情况，表现出良好的适用效果，能有效对其中的不足进行弥补，提高测试的质量和效率。岩土受力状况复杂，也就意味着传统地质勘察手段在勘察的精度上存在一定的不足，在具体勘察方法的开展上存在一些困难，此时利用原位测试技术，则可以对这些不足之处进行有效的弥补，提高测试工作的可行性与准确性。针对数据计算不准确，容易产生误差和错误的情况，原位测试计算采取结构性的计算方式，有力的避免了因此而带来的计算不准确问题，同时也使得整个计算过程更为便捷有效，提高了计算效率。相关技术人员缺少经验的情况，原位测试技术操作便捷，在实际的测试中能够对相关步骤进行简化，避免了因经验不足而影响到原位测试的效果。

4 原位测试技术在岩土勘察中的实际应用

4.1 试验概况

以上海市临港地区的某一工程项目作为研究对象，对该区域20m以上的土层开展原位测试。根据对该工程现场的地质地形等基本情况分析，发现此区域中浅部为吹填土区域，在开展原位测试工作时，涉及了扁铲侧胀试验仪、静力触探试验仪和十字板剪切试验仪等多种设备，经由这些不同仪器之间的相互配合，对该场地土层开展了详细的勘察，随后在此基础上整合了室内试验的数据，由专业人员进行了土体参数的全面分析。

4.2 试验场地工程地质条件

此工程地处长江口与杭州湾交界地带，项目占地面积达42000m2以上，根据对应的岩土工程勘察规范，此工程属于潮坪地貌类型。

4.3 试验数据整理与分析

在对该工程区域开展岩土工程地质勘察时，选用的原位测试技术为扁铲侧胀、静力触探和十字板剪切技术，在扁铲侧胀试验开展时，在现场选取了4个孔，随后在这些测孔的周围进行了静力触探试验和十字板试验，这种试验方式下，所得到的试验检测结果对比相对直观。

4.4 试验成果

结合最终的试验结果对比情况，发现以下几个方面的结论：（1）扁铲侧胀试验仪、静力触探试验仪和十字板剪切试验虽然都属于原位测试技术，但每种测试技术都有各自的特点，优缺点也存在着明显的区别。（2）扁铲侧胀试验技术在我国的起步较晚且发展也相对缓慢，运用范围有限，当下虽然一些岩土工程勘察中利用了这一技术，但尚处于探索阶段，综合来看，软土、黏土和松散砂土中，这一试验检测技术更为有效。（3）静力触探技术的应用范围较广，且技术发展相对成熟，根据在此工程中应用静力触探技术所得到的试验结果，发现利用这一技术开展岩土工程勘察时，具有高效性、连续性优势，在软土、黏土等各类土层条件中都表面出良好的应用。（4）十字板剪切试验技术的应用范围更狭窄，主要在沿海地区的软土条件中应用。

结语

现阶段的岩土工程地质勘察领域，原位测试技术已然成为了一种应用最为广泛的技术，虽然这一技术的应用优势明显，且技术种类繁多，但在具体的应用过程中，为获得可靠的岩土工程地质勘察结果，相关人员除了要进行技术的选择，更要加强技术应用中的质量管理和控制，全面提升岩土工程地质勘察的总体水平。

参考文献

[1] 胡兰英,单黎彬.原位测试在岩土工程地质勘察中的应用分析[J].信息周刊,2020,000(007):1.

[2] 陈智贤.浅析原位测试在岩土工程地质勘察中的应用[J].西部探矿工程,2019,31(01):17-19.