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岩土工程勘察中的岩土测试解析

时间:2018/9/28栏目:工程学论文

  岩土工程勘察中的岩土测试解析

  【摘要】伴随着我国建筑行业的快速发展,岩石工程的作用也变得越来越重要。那么在实际的岩土工程中,岩石测试也是必不可少的重要一环。本文就岩土工程实际勘察中的岩土测试进行分析。

  【关键词】岩土工程;岩土测试

  岩土工程这一概念最早出现在20世纪60年代,由欧美国家从土木工程中分离衍生出的一种新学科。它主要是用于解决岩体岩石与土体工程之间的问题,其中包括工程地基与基础、边坡和地下工程等之类的问题。它从属于土木工程,是土木工程的衍生学科。那么相比之下,土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称,它既指所应用的材料、设备和进行的勘测等活动。

  1岩土工程

  1.1我国岩土工程现状

  岩土工程由于历史原因,直到今天它的科学性还是处于朦胧状态,没有建立起正确、科学的基本理论和工作方法。岩土工程一直沿用的土力学、岩体力学等基本理论我认为存在着许多的概念性错误,例如不问岩土体的来源(成因)、只从力学观点去看待和处理岩土工程问题等等。通过大量的工程实践我发现,由于岩土工程基本理论的方向性错误,由此而形成的岩土工程试验、测试方法也同样存在着不能完全客观、正确地反映和查明岩土体本质特征的问题,导致岩土工程没有一套科学的、正确的、系统的、完善的理论基础和工作方法。由于岩土工程关系到人身财产的重大问题,在此情况下,不得不在岩土工程中强调"经验"的重要作用,在工程实践中强调和依赖所谓的"安全度"去提高工程的安全保障。其结果是造成数量惊人的浪费,我不知道有没有人对这些浪费的数字进行过统计,如果有,那一定是大得吓人。另一方面由于岩土体特性的"复杂性、不确定性、不连续性、各向异性、不均匀性、动态性和时效性";岩土工程"条件的不确知性、参数的不确定性和信息的不完善性",使岩土工作处于一种严重的不确定状态,使岩土工作者无所适从,只能"跟着感觉走".这就造成对同一个工程问题,专家学者们会给出不同的数学模型,不同的岩土工作者会得出不同的结论和处理方案。

  1.2岩土测试

  那么在实际的岩土勘察中有哪些岩土测试的方法呢?我简单的将其分为四种:地球物理勘探、土体原位测试、室内土工试验、岩土数值软件。

  1.2.1地球物理勘探

  地球物理勘探在实际的岩土工程勘察中,地球物理勘探主要以研究地下的物理场,比如磁场,重力场等为基础的一种物理勘探方法。通过对比分析不同的地质体在不同的环境下的差异,人们结合数据分析、研究,得到大致相关的地质结构结果。当然能进行这种岩土测试必然有它的优点,众所周知岩土工程的勘察是很复杂的、繁琐的,而恰好地球物理勘探具有"透视性"、"效率高"、"简单性"等优点,使得工程效率大大提高,极大地缩短了工程时间,为动工单位减少了成本。

  1.2.2土体原位测试

  土体原位测试一般是指在岩土工程勘察现场,在不干扰原有的土层情况下,对其进行测试分析,从而获得土层的一些性质指标的一种岩土工程勘测技术。它的优点是,在不干扰原有的土层情况下勘探,很大程度上避免了因钻孔破坏固有的土层,而且涉及的土地尺寸大,所以取样范围大,极大地减少了计算误差的偶然性,更能准确的得到对土的性质的影响。

  1.2.3室内土工测试

  它是通过比对岩土的五项常规指标:密度、含水量、孔隙比、比重、塑液限:①密度是物质每单位体积内的质量。②含水量是岩石实际含水多少的指标,岩石孔隙中所含的水重量(Gw)与干燥岩土重量(Gs)的比值,重量含水量(Wg),岩土含水的体积(Vw)与包括空隙在内的岩土体积(V)的比值,称为体积含水量(Ww)。③孔隙比是材料中孔隙体积与材料中颗粒体积之比,是反应材料密实程度的重要物理性质指标。一般用e代表,e越大材料越疏松,反之,越密实。空隙比是空隙体积(气相+液相)与土颗粒体积(固相)之比。孔隙比用小数表示。它是一个重要的物理指标,可以评价天然土层的密实程度。一般e<0.6的土是密实的低压缩性土,e>1.0的土是疏松的高压缩性土。④比重也称相对密度,固体和液体的比重是该物质(完全密实状态)的密度与在标准大气压,3.98℃时纯H2O下的密度的比值。气体的比重是指该气体的密度与标准状况下空气密度的比值。液体或固体的比重说明了它们在另一种流体中是下沉还是漂浮。比重是无量纲量,即比重是无单位的值,一般情形下随温度、压力而变。⑤塑液限是土从流动状态转变为可塑状态(或由可塑状态到流动状态)的界限含水量称为液限。科学准确地得出岩土的物理性质,从而加大岩石工程的科学合理性,避免因数据不准确造成的工程错误。

  1.2.4岩土数值软件

  如今世界是属于信息化高速发展的时代,借助于网络平台可以更好地研究分析种种问题。岩土工程也可以借助有限元软件进行工程计算,如Ansys、Abaqus、Marc等耳熟能详的软件,也有OpenSeas等近几年发展的新软件。OpenSees的发展,让大家看到"开源、共享"越来越受欢迎。有限元软件通俗的来说,就像一个计算器,人们将数值输入软件里面,他会分析得出最好的结果。当然里面还有离散体的定性规律、物质点法等无网格法,会更好的将岩土工程计算做到极致,数据更加准确无误。

  2结束语

  我相信随着我国经济的快速发展和国民生活水平的显著提高,显然会对建筑的多样性有更高的追求,质量更好、功能更齐全的房屋会流行于市民圈,那么在复杂地区岩土勘察中,岩土测试会变得异常重要,未来此行业必定会有大的发展。

  参考文献

  [1]万晖。岩土工程勘察中岩土测试问题分析[J].城市建设,2010(29)。

  [2]唐朝勇。浅析岩土工程勘察中常见的问题及对策。2011(14)。

  作者:李云晓 单位:池州市国土资源规划勘测院

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