巖土工程勘察中的巖土測(cè)試解析

　　巖土工程勘察中的巖土測(cè)試解析

　　【摘要】伴隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，巖石工程的作用也變得越來越重要。那么在實(shí)際的巖土工程中，巖石測(cè)試也是必不可少的重要一環(huán)。本文就巖土工程實(shí)際勘察中的巖土測(cè)試進(jìn)行分析。

　　【關(guān)鍵詞】巖土工程；巖土測(cè)試

　　巖土工程這一概念最早出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代，由歐美國家從土木工程中分離衍生出的一種新學(xué)科。它主要是用于解決巖體巖石與土體工程之間的問題，其中包括工程地基與基礎(chǔ)、邊坡和地下工程等之類的問題。它從屬于土木工程，是土木工程的衍生學(xué)科。那么相比之下，土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱，它既指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和進(jìn)行的勘測(cè)等活動(dòng)。

　　1巖土工程

　　1.1我國巖土工程現(xiàn)狀

　　巖土工程由于歷史原因，直到今天它的科學(xué)性還是處于朦朧狀態(tài)，沒有建立起正確、科學(xué)的基本理論和工作方法。巖土工程一直沿用的土力學(xué)、巖體力學(xué)等基本理論我認(rèn)為存在著許多的概念性錯(cuò)誤，例如不問巖土體的來源（成因）、只從力學(xué)觀點(diǎn)去看待和處理巖土工程問題等等。通過大量的工程實(shí)踐我發(fā)現(xiàn)，由于巖土工程基本理論的方向性錯(cuò)誤，由此而形成的巖土工程試驗(yàn)、測(cè)試方法也同樣存在著不能完全客觀、正確地反映和查明巖土體本質(zhì)特征的問題，導(dǎo)致巖土工程沒有一套科學(xué)的、正確的、系統(tǒng)的、完善的理論基礎(chǔ)和工作方法。由于巖土工程關(guān)系到人身財(cái)產(chǎn)的重大問題，在此情況下，不得不在巖土工程中強(qiáng)調(diào)"經(jīng)驗(yàn)"的重要作用，在工程實(shí)踐中強(qiáng)調(diào)和依賴所謂的"安全度"去提高工程的安全保障。其結(jié)果是造成數(shù)量驚人的浪費(fèi)，我不知道有沒有人對(duì)這些浪費(fèi)的數(shù)字進(jìn)行過統(tǒng)計(jì)，如果有，那一定是大得嚇人。另一方面由于巖土體特性的"復(fù)雜性、不確定性、不連續(xù)性、各向異性、不均勻性、動(dòng)態(tài)性和時(shí)效性";巖土工程"條件的不確知性、參數(shù)的不確定性和信息的不完善性",使巖土工作處于一種嚴(yán)重的不確定狀態(tài)，使巖土工作者無所適從，只能"跟著感覺走".這就造成對(duì)同一個(gè)工程問題，專家學(xué)者們會(huì)給出不同的數(shù)學(xué)模型，不同的巖土工作者會(huì)得出不同的結(jié)論和處理方案。

　　1.2巖土測(cè)試

　　那么在實(shí)際的巖土勘察中有哪些巖土測(cè)試的方法呢？我簡單的將其分為四種：地球物理勘探、土體原位測(cè)試、室內(nèi)土工試驗(yàn)、巖土數(shù)值軟件。

　　1.2.1地球物理勘探

　　地球物理勘探在實(shí)際的巖土工程勘察中，地球物理勘探主要以研究地下的物理場，比如磁場，重力場等為基礎(chǔ)的一種物理勘探方法。通過對(duì)比分析不同的地質(zhì)體在不同的環(huán)境下的差異，人們結(jié)合數(shù)據(jù)分析、研究，得到大致相關(guān)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)果。當(dāng)然能進(jìn)行這種巖土測(cè)試必然有它的優(yōu)點(diǎn)，眾所周知巖土工程的勘察是很復(fù)雜的、繁瑣的，而恰好地球物理勘探具有"透視性"、"效率高"、"簡單性"等優(yōu)點(diǎn)，使得工程效率大大提高，極大地縮短了工程時(shí)間，為動(dòng)工單位減少了成本。

　　1.2.2土體原位測(cè)試

　　土體原位測(cè)試一般是指在巖土工程勘察現(xiàn)場，在不干擾原有的土層情況下，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試分析，從而獲得土層的一些性質(zhì)指標(biāo)的一種巖土工程勘測(cè)技術(shù)。它的優(yōu)點(diǎn)是，在不干擾原有的土層情況下勘探，很大程度上避免了因鉆孔破壞固有的土層，而且涉及的土地尺寸大，所以取樣范圍大，極大地減少了計(jì)算誤差的偶然性，更能準(zhǔn)確的得到對(duì)土的性質(zhì)的影響。

　　1.2.3室內(nèi)土工測(cè)試

　　它是通過比對(duì)巖土的五項(xiàng)常規(guī)指標(biāo)：密度、含水量、孔隙比、比重、塑液限：①密度是物質(zhì)每單位體積內(nèi)的質(zhì)量。②含水量是巖石實(shí)際含水多少的指標(biāo)，巖石孔隙中所含的水重量（Gw）與干燥巖土重量（Gs）的比值，重量含水量（Wg），巖土含水的體積（Vw）與包括空隙在內(nèi)的巖土體積（V）的比值，稱為體積含水量（Ww）。③孔隙比是材料中孔隙體積與材料中顆粒體積之比，是反應(yīng)材料密實(shí)程度的重要物理性質(zhì)指標(biāo)。一般用e代表，e越大材料越疏松，反之，越密實(shí)�？障侗仁强障扼w積（氣相+液相）與土顆粒體積（固相）之比。孔隙比用小數(shù)表示。它是一個(gè)重要的物理指標(biāo)，可以評(píng)價(jià)天然土層的密實(shí)程度。一般e<0.6的土是密實(shí)的低壓縮性土，e>1.0的土是疏松的高壓縮性土。④比重也稱相對(duì)密度，固體和液體的比重是該物質(zhì)（完全密實(shí)狀態(tài)）的密度與在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，3.98℃時(shí)純H2O下的密度的比值。氣體的比重是指該氣體的密度與標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣密度的比值。液體或固體的比重說明了它們?cè)诹硪环N流體中是下沉還是漂浮。比重是無量綱量，即比重是無單位的值，一般情形下隨溫度、壓力而變。⑤塑液限是土從流動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軤顟B(tài)（或由可塑狀態(tài)到流動(dòng)狀態(tài)）的界限含水量稱為液限�？茖W(xué)準(zhǔn)確地得出巖土的物理性質(zhì)，從而加大巖石工程的科學(xué)合理性，避免因數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確造成的工程錯(cuò)誤。

　　1.2.4巖土數(shù)值軟件

　　如今世界是屬于信息化高速發(fā)展的時(shí)代，借助于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以更好地研究分析種種問題。巖土工程也可以借助有限元軟件進(jìn)行工程計(jì)算，如Ansys、Abaqus、Marc等耳熟能詳?shù)能浖�，也有OpenSeas等近幾年發(fā)展的新軟件。OpenSees的發(fā)展，讓大家看到"開源、共享"越來越受歡迎。有限元軟件通俗的來說，就像一個(gè)計(jì)算器，人們將數(shù)值輸入軟件里面，他會(huì)分析得出最好的結(jié)果。當(dāng)然里面還有離散體的定性規(guī)律、物質(zhì)點(diǎn)法等無網(wǎng)格法，會(huì)更好的將巖土工程計(jì)算做到極致，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確無誤。

　　2結(jié)束語

　　我相信隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和國民生活水平的顯著提高，顯然會(huì)對(duì)建筑的多樣性有更高的追求，質(zhì)量更好、功能更齊全的房屋會(huì)流行于市民圈，那么在復(fù)雜地區(qū)巖土勘察中，巖土測(cè)試會(huì)變得異常重要，未來此行業(yè)必定會(huì)有大的發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]萬暉。巖土工程勘察中巖土測(cè)試問題分析[J].城市建設(shè)，2010（29）。

　　[2]唐朝勇。淺析巖土工程勘察中常見的問題及對(duì)策。2011（14）。

　　作者：李云曉 單位：池州市國土資源規(guī)劃勘測(cè)院

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