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土工試驗與原位測試作用及對比論文
摘要：從土工試驗與原位測試作用、土工試驗與原位測試對比、土工試驗與原位測試項目三方面論述了如何正確地測定巖土體的工程性質(zhì)，并提供可靠的性質(zhì)參數(shù)指標(biāo)，對于各類工程項目的成功建設(shè)與否是至關(guān)重要的。
關(guān)鍵詞：土工試驗；原位測試；作用；對比
前言
土工試驗與原位測試是巖土工程、地質(zhì)工程中的重要內(nèi)容之一。無論是高層建筑、高速公路和機場，還是鐵路、車庫和隧道等，這些工程建設(shè)項目都與它們賴以存在的巖土體有著密切關(guān)系。我國地域遼闊，自然地理環(huán)境各不相同，巖土體的種類各種各樣，其工程性質(zhì)也千變?nèi)f化，因此，如何正確地測定巖土體的工程性質(zhì)，并提供可靠的性質(zhì)參數(shù)指標(biāo)，對于各類工程項目的成功建設(shè)與否是至關(guān)重要的，而且也是首先必須要解決的問題。
1土工試驗與原位測試作用
巖土體是自然界的產(chǎn)物，其形成過程、物質(zhì)成分以及工程特性是極為復(fù)雜的，并且隨受力狀態(tài)、應(yīng)力歷史，加載速率和排水條件等的不同而變得更加復(fù)雜。所以，在進(jìn)行各類工程項目設(shè)計和施工之前，必須對工程項目所在場地的巖土體進(jìn)行土工試驗及原位測試，以充分了解和掌握巖土體的物理和力學(xué)性質(zhì)，從而為場地巖土工程條件的正確評價提供必要的依據(jù)。
土工試驗是對巖土試樣進(jìn)行測試，并獲得巖土的物理性指標(biāo)、力學(xué)性指標(biāo)、滲透性指標(biāo)以及動力性指標(biāo)等的實驗工作，從而為工程設(shè)計和施工提供參數(shù)，是正確評價工程地質(zhì)條件不可缺少的依據(jù)。
所有的工程建設(shè)項目，包括高層建筑、高速公路、機場、鐵路、隧道等的建設(shè)，都與它們賴以存在的巖土體有著密切的關(guān)系，在很大程度上取決于巖土體能否提供足夠的承載力，取決于工程結(jié)構(gòu)不至于遭受超過允許的地基沉降和差異變形等，而地基承載力和地基變形計算中的參數(shù)又主要是由土工試驗來確定的，因此，土工試驗對于各類工程項目建設(shè)是不可缺少的。
原位測試是指在保持巖土體天然結(jié)構(gòu)、天然含水率以及天然應(yīng)力狀態(tài)的條件下，測試巖土體在原有位置上的工程性質(zhì)的測試手段。原位測試不僅是巖土工程勘察的重要組成部分，而且還是巖土工程施工質(zhì)量檢驗的主要手段。
采用原位測試方法對巖土體的工程性質(zhì)進(jìn)行測定，可不經(jīng)鉆孔取樣，直接在原位測定巖土體的工程性質(zhì)，從而可避免取土擾動和取土卸荷回彈等對試驗結(jié)果的影響。它的試驗結(jié)果可以直接反映原位土層的物理力學(xué)性狀。某些不易采取原狀土樣的土層（如深層的砂）只能采用原位測試的方法，原位測試還可在較大范圍內(nèi)測試巖土體，故其測試結(jié)果更具有代表性，并可在現(xiàn)場重復(fù)進(jìn)行驗證。目前，各種原位測試方法已受到越來越廣泛的重視和應(yīng)用，并向多功能和綜合測試方面發(fā)展。
2土工試驗與原位測試對比
室內(nèi)試驗與原位測試的對比情況從表中可見，土工試驗與原位測試的優(yōu)缺點是互補的，它們是相輔相成的。
室內(nèi)土工試驗結(jié)果會由于試樣擾動而受到影響，因此，在利用室內(nèi)試驗得出的巖土參數(shù)時必須小心對待。原位測試可避免取土擾動對試驗結(jié)果的影響，但是，原位測試也有其難以克服的局限性，首先，原位測試的應(yīng)力條件復(fù)雜，一般很難直觀地確定巖土體的某個參數(shù)，因此在選擇計算模型和確定邊界條件時將不得不采取一些簡化假設(shè)，由此引起的誤差也可能使所得出的巖土體參數(shù)不能理想地表征實際土體的性狀，特別是當(dāng)原位測試中的土體變形和破壞模式與實際工程不一致時，例如十字板剪切試驗的剪切和破壞模式與土坡或地基的實際破壞形式是大相徑庭的，事實上已有資料表明十字板剪切試驗得出的強度高于室內(nèi)無側(cè)限壓縮試驗結(jié)果；其次，原位測試一般只能測定現(xiàn)場荷載條件下的巖土體參數(shù)，而無法預(yù)測荷載變化過程中的發(fā)展趨勢。因此，對于巖土體參數(shù)的測定，僅僅依靠原位測試也是不行的。
關(guān)于對室內(nèi)試驗結(jié)果影響最大的取土擾動，現(xiàn)有的取土技術(shù)，已經(jīng)足以使取土擾動的影響降低到最小限度，目前，取土技術(shù)已經(jīng)引起足夠的重視，并且一致認(rèn)為，在軟土中采用薄壁取土器可以取得質(zhì)量最好的原狀土，但是，由于其操作過于繁瑣，在推廣過程中遇到一定困難。至于取土?xí)r無法避免的應(yīng)力釋放引起的土樣擾動，可采取室內(nèi)再固結(jié)等方法予以減輕甚至消除。
3土工試驗與原位測試項目
室內(nèi)土工試驗大致可以分為以下五類：
土的物理性質(zhì)試驗：包括土的含水率試驗、密度試驗、比重試驗，顆粒分析試驗、界限含水率試驗（液限、塑限和縮限試驗）等。
土的力學(xué)性質(zhì)試驗：包括土的固結(jié)試驗、抗剪強度試驗、擊實試驗、靜止側(cè)壓力系數(shù)K試驗、流變試驗等。
土的水理性質(zhì)試驗：包括土的滲透試驗、濕化試驗等。
土的動力性質(zhì)試驗：包括土的振動三軸試驗、共振柱試驗、動單剪試驗等。
土的特殊性質(zhì)試驗：包括非飽和土試驗、黃土濕限試驗、膨脹率試驗、膨脹力試驗、收縮試驗、有機質(zhì)試驗等。
原位測試可分為定量方法和半定量方法。定量方法是指在理論上和方法上能形成完整體系的原位測試方法，例如，靜力載荷試驗、現(xiàn)場直接剪切試驗、旁壓試驗、十字板剪切試驗、滲透試驗等；半定量方法是指由于試驗條件限制或方法本身還不具備完整的理論用以指導(dǎo)實驗，因此必須借助于某種經(jīng)驗或相關(guān)關(guān)系才能得出所需成果的原位測試方法，例如，靜力觸探試驗、圓錐動力觸探試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗等。
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