岩土工程勘测与试验

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何为岩土工程勘察?目的与任务?岩土工程勘察是指根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质环境特征和岩土工程条件,分析、预测工程建设对地质环境的影响与发展趋势,编制勘察文件的活动。岩土工程勘察的目的和任务是指根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质环境特征和岩土工程条件,为工程建设的设计服务任务①场地稳定性的评价②为岩土工程设计提供参数③对施工问题作出预测,并提出防止和治理方法④对地基基础方案作出评价和建议⑤预测工程和场地的互相影响⑥为安全性的评定和事故的调查提出依据⑦指导工程运营及长期观测岩土工程勘察的等级由哪些因素决定?怎样划分岩土工程勘察的等级?岩土工程勘察等级反映的是该勘察项目的重要性和复杂性,因而是勘察工程管理、确定勘察工作量和技术要求的重要依据。根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级,将岩土工程勘察等级分为甲级、乙级和丙级。划分标准如下:甲级:在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中,有一项或多项为一级;乙级:除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目;丙级:工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级。岩土工程勘察的阶段划分及各阶段的目的?可行性研究勘察:目的:为可行性研究及场址选择提供依据,其主要任务是对一个或若干个候选场地的稳定性和适宜性作出评价。初步勘察阶段:目的:为初步设计提供依据,对于房屋建筑,其主要任务是对场地内建筑地段的稳定性作出评价,为确定建筑总平面布置、主要建筑物地基基础方案及对不良地质作用的防治方案等提供必要的资料。详细勘察阶段:目的:为施工图设计和施工提供依据,对于房屋建筑,其主要任务是对建筑地基作出评价,为地基基础设计、地基处理、不良地质作用的防治、施工方法的选择等提供必要的资料。施工勘察:施工期间因设计、施工需要而进行的勘察简述岩土工程评价准则在定值法中,设计中所使用的参量,包括荷载(或称作用)和抗力以及与荷载和抗力有关的岩土体参数的设计值,均以定值(如平均值)表示,在对岩土工程问题进行定量评价时,采用规范给定的安全系数来表示有一定的安全储备。在概率法中,考虑岩土体的空间变异性和设计参量测定中存在的误差等,设计中所使用的参量,包括荷载(或称作用)和抗力以及与荷载和抗力有关的岩土体参数均作为随机变量,服从一定的概率分布,包含不确定性。以极限平衡法为基础,计算特定极限状态下的失效概率(或可靠度)。定性与定量评价定性评价是岩土工程评价的基础。对于一些岩土工程问题,不适用或很难进行定量评价。这些内容包括:①工程选址与场地的适宜性评价;②地基的均匀性评价;③建筑材料的适宜性评价;④不良地质作用的风险性评估;⑤岩土体性能的定性描述等。定量评价往往在定性评价基础上进行。需进行定量评价的岩土工程问题包括:①地基、边坡、挡土结构或不良地质现象的稳定性评价;②地基承载力和变形量;③岩土体的强度和变形参数;④土压力、土中应力分布;⑤岩土体、地下水与地基基础的共同作用等。岩土工程勘察报告应包括哪些内容?勘察报告的技术内容包括:场地地形地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性;各项岩土性质指标,岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值;地下水埋藏条件、类型、水位及其变化情况;土和水对建筑材料的腐蚀性;可能影响工程稳定的不良地质作用和对工程危害的评价;场地稳定性和适宜性评价。试说明岩土工程勘探的功能,只有满足哪些要素,才能称为一种勘探方法?查明地表下岩土体、地下水及不良地质作用的空间分布和基本特性;在勘探过程中,为采取岩、土及地下水试样提供条件;在勘探过程中,为进行原位测试创造条件,或该勘探方法本身就是原位测试方法。勘探的基本功能:1)能够按照工程要求的岩土分类方法鉴定、区分岩土类别;2)能够按工程要求的精度确定岩土类别发生变化的空间位置。否则就不能算是勘探方法勘探方法的分类及其优缺点?勘探的基本要求?钻探、满足各类要求,可以查明地下水状况直接勘探方法(井探、槽探、坑探、洞探)可采取质量很高的土试样;深度有限,且易受地下水位的影响。施工的难度大、时间长、成本高物探、可判断地层的分布和变化情况,解决地质构造、地下埋藏物以及地下水分布规律等方面的一些问题。物探常具多解性,无其它方法配合易发生误判触探:在触探过程中能够测定土的力学性质,不能查明地下水分布,触探过程不能取样岩土工程勘探方法的选取应符合工程勘察目的和场地(岩土)特性。为了取得理想的技术经济效果,宜将多种勘探手段配合使用,如钻探+触探、钻探+地球物理勘探等。何为钻探?钻孔结构的要素包括哪些?钻探的基本操作工艺有哪些?钻探(boring)是利用钻探设备在地下形成钻孔,并从钻孔中取出岩土进行鉴别和划分地层,属于半直接的勘探方法钻孔的结构可用五个要素来说明:钻孔的顶面称为孔口、底面称为孔底、侧表面称为孔壁,圆柱体的高度称为孔深、直径称为孔径。钻探的基本操作工艺可包括破碎孔底岩土、提取孔内岩土和保护孔壁三个方面:钻探方法的分类及钻探技术要求?根据钻探过程中破碎孔底岩土的方式不同,钻探方法可分为回转类钻探(螺旋钻探、无岩芯钻探和岩芯钻探)、冲击类钻探(冲击钻探和锤击钻探)、振动钻探和冲洗钻探四类钻孔规格:孔径,成孔口径应满足取样、测试和钻进工艺的要求。钻探规定、地下水位量测、钻孔的记录和编录何为不扰动土样?引起土样扰动的因素主要有哪些?土样的质量等级划分及其对应的可满足的试验内容?不扰动土样是指尽管原位应力状态已改变,但基本上保持土的天然结构、天然密度和含水量,且能满足室内试验各项要求的土样。引起土样扰动的因素主要有以下几方面:应力状态变化钻探工艺取样技术取样方法(或取土器)的分类及其适用的土类和对应土样的质量等级?根据取土器入土方式的不同,取样方法可分为贯入方法和回转方法,不同方法采用不同类型的取土器,所适用的土类也有区别。回转型取土器主要用于较硬的黏性土、粉土、砂土及部分碎石土,所采取的土试样质量等级可达Ⅰ级。贯入型取土器中的薄壁取土器主要适用于较软的黏性土,采取的土试样质量等级可达Ⅰ级;厚壁取土器适用的土类较广泛,但所采取的土试样质量等级至多只能达到Ⅱ级。采取土试样时宜用快速静力连续压入法。其他取样方法包括:①由螺纹钻头能够带上黏性土及部分粉土等;②由岩芯钻头能够提取土芯;③由标准贯入器能够带上土芯。取土器参数:面积比、外间隙比和内间隙比载荷试验有哪几种类型?并说明各自的使用对象。平板载荷:在一定形状和面积的刚性平板上加荷,观测天然条件下地基土的变形,取得荷载-沉降时间曲线螺旋板载荷试验:将螺旋形承压板旋入地下实验深度,通过传立杆对螺旋板施加荷载,观测螺旋板起降,获得荷载-沉降-时间关系平板载荷试验典型的压力-沉降曲线(p-s曲线)可以分为哪几个阶段?各有什么特征?与土体的应力应变状态有什么联系?典型的平板载荷试验p-s曲线可以划分为三个阶段,根据p-s曲线形态可以直接确定地基承载力和计算地基的变形模量。直线变形阶段、沉降随压力现行增长,该段末压力为比例界限压力p0剪切变形阶段、沉降增长速率显著增大,段末压力为极限压力pu破坏阶段图样已经破坏,很小的增长压力就会引起很大的沉降增量p-s曲线实际上放映了土体的应力应变关系由弹性向弹塑性向塑形转变的过程简述浅层平板载荷试验的技术要点,如何根据土类选择承压板?1.试坑的尺寸及要求试坑宽度或直径不应小于承压板宽度或直径的3倍,承压板下铺设不超过20mm的砂垫层,并找平2.承压板的尺寸载荷试验宜采用圆形刚性承压板,根据土的软硬或岩体裂隙密度选用合适的尺寸;对于浅层平板载荷试验,承压板面积不应小于0.25m2,当在软土和粒径较大的填土上进行试验时,承压板尺寸不应小于0.5m2。3.位移量测系统的安装避免在试验过程中地表变形对基准梁的影响。4.加载方式慢速或快速法。一般取10~12级,并不应小于8级。最大加载量不应小于地基土承载力设计值的2倍,荷载的量测精度应控制在最大加载量的±1%以内。5.沉降观测慢速法每级荷载读数间隔5min、5min、10min、10min、15min、15min测读一次沉降,以后间隔30min测读一次沉降,当连续两个小时,且每小时沉降量不大于0.1mm时,可以认为沉降已达到相对稳定标准,可施加下一级荷载。6.试验终止条件1)承压板周边的土体出现明显侧向挤出;2)本级荷载的沉降量急剧增大,p-s曲线出现陡降段;3)在某级荷载下24h沉降速率不能达到稳定标准;4)总沉降量与承压板直径(或边长)之比超过0.06。平板载荷试验成果有那些应用?1、确定地基土的承载力2、确定地基土的变形模量3、确定地基土的基床反力系数4、平板载荷试验的其它应用静力触探实验1、什么是静力触探试验?静力触探试验(staticconepenetrationtest简称CPT),是利用准静力以恒定的贯入速率将一定规格和形状的圆锥探头通过一系列探杆压入土中,同时测记贯入过程中探头所受到的阻力,根据测得的贯入阻力大小来间接判定土的物理力学性质的现场试验方法2、静力触探包括哪些仪器设备?就贯入设备而言,有哪几种?标定设备(率定设备,率定探头)触探贯入(贯入系统【贯入装置,探杆,反力装置】量测系统【探头,记录仪器】)灌入装置:静力触探机【手摇链条式,液压式,电动机械式】探杆3、单桥探头和双桥探头各可以测定哪些试验指标?单桥探头:可用于测定比贯入阻力双桥探头:可用于测定锥间阻力qc和侧摩阻力fs孔压探头:可用于测定锥间阻力qc和侧摩阻力fs,孔压u动力触探实验1认识动力触探试验机理圆锥动力触探试验是利用一定的锤击能量,将一定规格的圆锥探头打入土中,根据打入土中的难易程度(贯入阻力或贯入一定深度的锤击数)来判别土的性质的一种现场测试方法。根据量大小可分为:轻型、重型和超重型三种。2熟悉动力触探试验类型及相关技术参数N10,N63.5,N100轻型动力触探主要是一般粘性土、素填土、粉土和粉细砂,连续贯入深度一般不超过4m。主要用于测试并提供浅基础的地基承载力参数;检验建筑物地基的夯实程度;检验建筑物基槽开挖后,基底以下是否存在软弱下卧层等。将10KG的锤提升到50CM高度,自由落下,锤击频率应控制在每分钟15~30击应按贯入30CM所需击数作为贯入指标重型动力触探重型动力触探的适用范围:主要是中砂~碎石类土,其次是粉细砂及一般粘性土。触探试验深度范围,一般在1~16m左右。主要用于查明地层在垂直方向和水平方向的均匀程度。自动落锤,落距76cm锤击频率15~30击/min记录每贯入10cm锤击数作为重型动力触探贯入指标超重型动力触探(俗称),主要用于密实砂土、碎石土、及软岩和软岩。3为什么试验过程中,要求每打1m转动探杆?说说试验结果受哪些因素影响?以减少探杆与土层的摩阻力;探杆长度,杆侧摩阻力,上覆土压力4为什么动力触探的地基土分层需要与钻探配合?应根据的土层类型和试验土层的坚硬与密实程度,来选择不同类型的试验设备5为什么圆锥动力触探试验指标锤击数可以反映地基土的力学性能?定性地评价地基土的均匀性和物理性质(状态、密实度标准贯入试验1什么是标准贯入试验?标准贯入试验(StandardPenetrationTest,简称SPT)是一种在现场用63.5kg的穿心锤,以76cm的落距自由落下,将一定规格的带有小型取土筒的标准贯入器打入土中,记录打入30cm的锤击数(即标准贯入击数),并以此评价土的工程性质的原位试验。2试说明标准贯入试验贯入器与重型圆锥动力触探探头的差别仍属于动力触探范畴,不同的是其贯入器不是圆锥探头,而是标准规格的圆筒形探头(由两个半圆筒合成的取土器)。试验时可从贯入器中取得试验深度的土样,可对土层进行直接观察来鉴别土类。与圆锥动力触探试验相似,标准贯入试验并不能直接测定地基土的物理力学性质,而是通过与其他原位测试手段或室内试验成果进行对比,建立关系式,积累地区经验,才能用于评定地基土的物理力学性质标准贯入试验与动力触探在贯入器上的差别,决定了其基本原理的独特性。在贯入过程中,整个贯入器对端部和周围土体将产生挤压和剪切作用。标准贯入试验所使用的贯入器是空心的,在冲击力作用下,将有一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