新疆岩土工程勘察设计研究院有限公司克拉玛依分公司 新疆克拉玛依 834000
摘要：现如今，国内外对于岩土工程质量比较重视，因此，对于岩土工程勘察的检测有了更多的关注。而原位测试技术，具有仪器轻便、简单易操作、对工作条件没有特别高的要求等特点。而且，此项技术可以根据实际情况，做出合理的定量分析评价，因此，在岩土工程勘察中，此项技术具有较为广泛的应用，下文将对原位测试技术进行主要探讨。
关键词：原位测试技术；工程勘察；应用
1导言
在岩土工程勘察中，可分为室内试验法和现场试验法，其中，室内试验主要采用土工试验技术，而现场试验主要采用原位测试技术。原位测试技术能准确检测岩土工程岩石和土体的物理指标等岩土工程勘察结果。
2原位测试技术概述
原位测试技术主要就是指不会影响岩土层原体，并且也不会使岩土层的本身性质发生改变，在此基础上对岩土工程的力学性质进行测定。原位测试技术主要有以下优点：第一，原位测试技术可以在工程现场进行，这样就减少了采样环节，所以，使用原位测试技术，可以避免对待测样本的干扰；第二，由于原位测试技术可以在工程现场进行测试，而测试过程中涉及的试验样本与室内试验的样本相比较，该样本比较大，这样就比较容易全面地对岩土性质以及结构进行反映；第三，原位测试技术还具有连续试验的特点，对于很多待测对象，原位测试技术可以进行连续试验，这样就能够对岩土体剖面和物理性能进行良好真实的反映；第四，随着原位测试技术的进步与发展，如静力触探车的出现，表示原位测试技术，已经具有快速和经济性特点。
3原位测试技术种类
3.1土层剖面测试法
土层剖面测试法又包括静力触探，动力触探，以及电阻率法等，土层剖面测试法，具有可连续性，快速性以及经济性等优点。
3.2专门测试法
专门测试法又包括载荷测试以及旁压测试等，通过使用专门测试法，能够，收集到土层中，比较关键位置的土的工程性质指标，此项技术，具有测量精度高，成果准确等特点，其测试结果，可以作为设计部门直接使用的参考依据，与钻探，或者室内实验等的测试结果相比，其精度较高。在实际岩土工程中，经常结合使用上述两种方法，两种方法的配合使用，一方面提高了，岩土工程勘测精度，另一方面提高了勘测进度。
4原位测试技术的优点
原位测试是指在岩土体所处的位置，基本保持岩土体原来的结构、湿度、应力状态，对其进行的测试。原位测试的优点主要表现在：
对难以采取原状土样的地层，采用原位测试方法可以省略取样的步骤，直接测定其工程力学指标；原位测试的过程是在天然应力状态下进行的，避免了采取土样所产生的应力释放等问题，其试验的状态更接近工程实际，测试结果更具有代表性；原位测试的方法多样，可以测定的试验数据也较多，可以根据工程的具体特征及设计需求，选用合适的测试方法，获得具有针对性的试验数据，提高勘察工作的效率。
5原位测试技术的应用现状
由于在取样、储运、试验的过程中难以保证岩土体的天然工程性状，更加广泛的应用原位测试技术已成为工程勘察行业发展的趋势。为了满足不同条件下岩土特性测试的要求，原位测试设备的研发和升级在不断进行，设备的自动化及数字化程度正不断提高，性能的稳定性也在不断加强。目前，静力触探试验、标准贯人试验、圆锥动力触探试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、波速测试等技术已经在勘察工作中广泛应用，我国的岩土工程勘察行业也因此取得了长足的进步。
6原位测试技术与工程勘察应用
在某产业园区施工中，园区划分为1～4号地块，拟建工程为17层高层建筑工程，工程设计单柱最大荷载为200kN。新建建筑工程为框架结构。拟建场地主要为耕地，地形平缓。根据施工区域岩土物理力学性质、地质成因等合理设计勘察深度，将岩土分为4层7亚层。施工区域地下水埋深较浅，主要为空隙潜水，地下水丰富，地层主要为弱～中等透水层。通过分析现场勘察结果以及已有的水文地质勘察资料发现，混凝土钢筋结构施工中的地下水可能会造成钢筋腐蚀。另外，施工场地周边没有污染源，场地土主要受地下水以及降雨因素影响。
6.1技术选择
岩土工程地基动力特性测试中，常用到波速测试技术，它能为工程施工场地稳定性分析提供参考数据。为了测试该岩土工程建设场地土层剪切波速，划分施工场地类别，判断地震液化以及震地，判断施工场地稳定性，综合考虑岩土工程勘察技术，本工程采用波速测试方式。
6.2测试方法分析
波速测试技术是原位测试技术中十分重要的组成部分，在测试过程中，采用带有触发装置的激震体在孔口水平叩击振源体，从而在地面产生剪切波，在井中放置检波器接收剪切波，并将信号传输至地震仪中，地震仪能够收录和放大处理信号，并且用计算机处理信号，分析施工现场底层工程参数。
6.3震源设备
在岩土工程勘察中，震源设备能够产生稳定性高、重复性好并且能量较大的剪切波震源。在本工程勘察中，应用CE－9201工程地震检测仪。检测时，将2m×0.3m×0.05m的激振板放置在于孔口距离1m的位置，在木板上压上重物，并采用锤子对木板两端进行敲击夯实，使得地层产生剪切波。
6.4测试设备
在本次岩土工程勘察中，测试设备包括孔内三分量检波器以及地震仪。其中，前者是由X、Y、Z方向的检波器所组成，将所有检波器放置在封闭容器中，其中，水平方向的检波器注意应用于接收由地表所传来的横波，而垂直方向的检波器主要被应用于接收纵波。
6.5测试技术
在本次勘察中，三分量检波器测试孔的深度在9.9～13.9m之间，而各个测试点之间的距离在0.5～1.0m之间，为了保证测试结果准确性，需对各个测试点进行重复观测。
6.6资料处理与解释
6.6.1计算方式
在波速测试中，对木板进行正反敲击，两次敲击所产生的剪切波波形相位之间相差180°，这样能够准确测试不同界面点的剪切波到达时间，计算出各层波速值。
6.6.2测试资料处理
（1）计算剪切波的垂距走时。由于检波器与激发板不在钻孔的垂直线上，因此，在S波和P波的传播过程中，路程为斜距，但是，在波速测试中，需要应用垂距走时间，因此，需校核S波和P波的传播路程。
（2）计算测点波速。需根据两个连续观测点之间的垂直时间差以及深度差进行计算。
（3）计算分层波速。计算过程中要综合考虑时距曲线不同斜率的折现段计算地层层波速。
6.6.3测试结果解释
在该岩土工程勘察中，根据GB50011－2001《建筑抗震设计规范》中的要求进行测试，波速测试孔维17个，本工程覆盖层土层等效剪切波速测试结果如表1和表2所示。
6.7测试结果
通过分析本次勘察结果可知，该施工场地土层的等效剪切波速平均值为289.5，而根据GB5001－2001中的规定，该建筑工程施工场地为中硬场地，为Ⅱ类建筑场地，施工场地内不会产生液化和震陷问题。
7结束语
综上所述，原位测试具有不破坏岩土层结构及本身性质的特点，因此，在岩土工程勘察中经常应用此测试技术。本文分析了原位测试技术的优点以及分类，并探讨了其实际应用，希望对相关人员提供参考作用。
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论文作者:杨洪
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/24
标签：测试论文; 原位论文; 岩土论文; 波速论文; 技术论文; 检波器论文; 工程勘察论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;