1、*By chentao1土工試驗與測試技術(shù)土工試驗與測試技術(shù)學(xué)生：陳濤學(xué)生：陳濤 專業(yè)：水工結(jié)構(gòu)工程專業(yè)：水工結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：謝秀棟指導(dǎo)教師：謝秀棟*By chentao2 1. 土工試驗的重要地位土工試驗的重要地位 2. 土工試驗的分類土工試驗的分類 3. 土工試驗的內(nèi)容與儀器設(shè)備土工試驗的內(nèi)容與儀器設(shè)備 4. 土工試驗和測試技術(shù)的發(fā)展土工試驗和測試技術(shù)的發(fā)展*By chentao31.土工試驗的重要地位土工試驗的重要地位 1.1土工試驗的重要性土工試驗的重要性 土在土建工程中作為建筑材料或介質(zhì)，在巖土在土建工程中作為建筑材料或介質(zhì)，在巖土工程土工程 勘查中占有重要地位，它是進行土類定勘查

2、中占有重要地位，它是進行土類定名和劃分土層的名和劃分土層的 重要依據(jù)之一，同時也可為工重要依據(jù)之一，同時也可為工程設(shè)計和施工提供必不可程設(shè)計和施工提供必不可 少的參數(shù)，土工試驗少的參數(shù)，土工試驗的質(zhì)量對工程總體的質(zhì)量有著直接的質(zhì)量對工程總體的質(zhì)量有著直接 重大的影響。重大的影響。 土工試驗是土木工程和水利工程中的重要組土工試驗是土木工程和水利工程中的重要組成部分，為了便于工程數(shù)據(jù)的成部分，為了便于工程數(shù)據(jù)的 收集及分析，需收集及分析，需要保證試驗資料的完整、全面、準確，只有這樣要保證試驗資料的完整、全面、準確，只有這樣才能才能 滿足工程建設(shè)的需要，并為工程設(shè)計及施滿足工程建設(shè)的需要，并為工程設(shè)

3、計及施*By chentao4 工提供準確科學(xué)的地質(zhì)資工提供準確科學(xué)的地質(zhì)資 料。土工試驗料。土工試驗中需要對土體自身的進行分析，其復(fù)雜性中需要對土體自身的進行分析，其復(fù)雜性和多變性容和多變性容 易受到外界條件變化的干擾，易受到外界條件變化的干擾，針對這些問題需要試驗人員認真的進針對這些問題需要試驗人員認真的進 行分行分析和研究，確保提交土工報告的準確。析和研究，確保提交土工報告的準確。*By chentao5 1.2土工試驗的方法標準土工試驗的方法標準 當(dāng)前，國內(nèi)有關(guān)土工試驗方法的標準包括：當(dāng)前，國內(nèi)有關(guān)土工試驗方法的標準包括：土工試驗方法標準土工試驗方法標準， 土工試驗規(guī)范土工試驗規(guī)范等，

4、等，土工試驗室執(zhí)行國家、行業(yè)標準，鐵路、公路、土工試驗室執(zhí)行國家、行業(yè)標準，鐵路、公路、水利行業(yè)標準水利行業(yè)標準 等，其中所規(guī)定的試驗方法幾乎等，其中所規(guī)定的試驗方法幾乎相同，只是結(jié)合各行業(yè)特點，在細相同，只是結(jié)合各行業(yè)特點，在細 節(jié)方面進行節(jié)方面進行了具體要求，或增減了試驗項目。為了有效規(guī)范了具體要求，或增減了試驗項目。為了有效規(guī)范土工土工 試驗市場，需要進一步出臺更為規(guī)范的標試驗市場，需要進一步出臺更為規(guī)范的標準。準。*By chentao62. 土工試驗的分類土工試驗的分類 土工試驗分土工試驗分原位測試原位測試(現(xiàn)場勘察測試現(xiàn)場勘察測試)和和室內(nèi)室內(nèi)試驗試驗兩大類。兩大類。 2.1原位測

5、試原位測試 當(dāng)?shù)鼗寥啦灰撞扇≡嚇雍筒灰俗魇覂?nèi)試驗當(dāng)?shù)鼗寥啦灰撞扇≡嚇雍筒灰俗魇覂?nèi)試驗時，則進行原位測試。原位測試有時，則進行原位測試。原位測試有直接測試直接測試和和間間接測試接測試之分。之分。直接測試直接測試方法有方法有“十十”字板剪切試字板剪切試驗、荷載試驗、旁壓試驗、動彈性模量試驗以及驗、荷載試驗、旁壓試驗、動彈性模量試驗以及抽水、壓水、注水試驗等。抽水、壓水、注水試驗等。間接測試間接測試法有靜、動法有靜、動力觸探試驗、標準貫入試驗、同位素測定密度和力觸探試驗、標準貫入試驗、同位素測定密度和含水量試驗等。含水量試驗等。 2.2室內(nèi)試驗室內(nèi)試驗 室內(nèi)試驗分室內(nèi)試驗分常規(guī)試驗常規(guī)試驗和和專

6、門試驗專門試驗。常規(guī)試驗包括。常規(guī)試驗包括物理性指標試驗物理性指標試驗(如顆粒分析試驗、液限和塑限試驗、如顆粒分析試驗、液限和塑限試驗、含水量、容重、比重試驗等含水量、容重、比重試驗等)和力和力學(xué)性指標試驗學(xué)性指標試驗(如壓縮如壓縮試驗、抗剪強度試驗等試驗、抗剪強度試驗等)。專門試驗有滲透試驗、固結(jié)。專門試驗有滲透試驗、固結(jié)系數(shù)、前期固結(jié)壓力、靈敏度、燒灼失重等指標的試系數(shù)、前期固結(jié)壓力、靈敏度、燒灼失重等指標的試驗。一般工程不要求做土的化學(xué)和礦物分析。驗。一般工程不要求做土的化學(xué)和礦物分析。*By chentao7*By chentao83. 土工試驗的內(nèi)容與儀器設(shè)備土工試驗的內(nèi)容與儀器設(shè)備

7、 3.1土工試驗的內(nèi)容土工試驗的內(nèi)容 土工試驗的內(nèi)容分為土工試驗的內(nèi)容分為土的物理實驗土的物理實驗和和土的力土的力學(xué)實驗學(xué)實驗。 3.1.1土的物理實驗土的物理實驗 主要對主要對比重、密度、含水率比重、密度、含水率是三個最是三個最 基本物基本物性指標進行測試。在進行進行含水率試驗時，也性指標進行測試。在進行進行含水率試驗時，也應(yīng)該選應(yīng)該選 取具有代表性的土樣，采用四分法原則取具有代表性的土樣，采用四分法原則取高出各個環(huán)刀試塊的取高出各個環(huán)刀試塊的 土體土體1530g，并在最，并在最短的時間內(nèi)裝入規(guī)定的容器內(nèi)，以避短的時間內(nèi)裝入規(guī)定的容器內(nèi)，以避 免水分的免水分的流失。流失。*By chenta

8、o9 對用肉眼即可進行分辨出砂粒較多的土樣，可對用肉眼即可進行分辨出砂粒較多的土樣，可 采采用用篩分法篩分法確定砂粒含量。如果砂粒含量已達到砂土的確定砂粒含量。如果砂粒含量已達到砂土的標準。就標準。就 不必再做液、塑限試驗，反之則做液、塑限不必再做液、塑限試驗，反之則做液、塑限試驗來確定土的試驗來確定土的 名稱。名稱。 3.1.2土的力學(xué)實驗土的力學(xué)實驗 主要包括主要包括固結(jié)試驗固結(jié)試驗和和抗剪強度試驗抗剪強度試驗。 主要對粘聚主要對粘聚力、內(nèi)摩擦角、壓縮模量和滲透系數(shù)等等力學(xué)性指力、內(nèi)摩擦角、壓縮模量和滲透系數(shù)等等力學(xué)性指 標標進行測試，用于計算土體強度、變形、滲透及穩(wěn)定性。進行測試，用于計

9、算土體強度、變形、滲透及穩(wěn)定性。*By chentao10 土的土的固結(jié)試驗固結(jié)試驗是測定土體在壓力作用下產(chǎn)生變形是測定土體在壓力作用下產(chǎn)生變形的過程。在試驗的過程。在試驗 過程中，要嚴格按國標或規(guī)程進行操過程中，要嚴格按國標或規(guī)程進行操作，消除各種不利因素。作，消除各種不利因素。 一旦出現(xiàn)問題要及時解決。一旦出現(xiàn)問題要及時解決。 試驗操作中有錯誤或試驗操作中有錯誤或 誤差，要及時查找原因，包誤差，要及時查找原因，包括讀數(shù)記錄及儀器設(shè)備方面等原因。如果查不出原因，括讀數(shù)記錄及儀器設(shè)備方面等原因。如果查不出原因，應(yīng)通知野外技術(shù)人員進行補樣。土工試驗裝置應(yīng)通知野外技術(shù)人員進行補樣。土工試驗裝置(要

10、按檢要按檢定定周期進行檢定或校準周期進行檢定或校準，并經(jīng)檢定或校準合格后予以，并經(jīng)檢定或校準合格后予以使使 用；對土工試驗的計算軟件在初次使用前也應(yīng)進行用；對土工試驗的計算軟件在初次使用前也應(yīng)進行校驗校驗，必要，必要 時時(計算數(shù)據(jù)發(fā)生異常時計算數(shù)據(jù)發(fā)生異常時)再校驗再校驗，以確認，以確認其滿足預(yù)期用途其滿足預(yù)期用途 的能力。的能力。*By chentao11 土的土的抗剪強度試驗抗剪強度試驗是測定土體在外力作用下抵抗是測定土體在外力作用下抵抗剪切剪切 破壞的極限能力。土的抗剪強度是土的重要力學(xué)破壞的極限能力。土的抗剪強度是土的重要力學(xué)性質(zhì)之一，性質(zhì)之一，粘粘 聚力聚力c和和內(nèi)摩擦角內(nèi)摩擦角是

11、土的抗剪強度指標。是土的抗剪強度指標。抗剪強度的試驗方抗剪強度的試驗方 法主要有直法主要有直接剪切試驗、三軸壓縮接剪切試驗、三軸壓縮試驗和無側(cè)限抗壓試驗試驗和無側(cè)限抗壓試驗。室內(nèi)抗剪試驗測出。室內(nèi)抗剪試驗測出c值有時出值有時出現(xiàn)異常情況，現(xiàn)異常情況，如如c為負值為負值，主要原，主要原 因在于取標準樣時，因在于取標準樣時，同一個土樣所取的四個試塊的性質(zhì)相差太同一個土樣所取的四個試塊的性質(zhì)相差太 大所致，故大所致，故開樣時盡量取同一種性質(zhì)的土進行試驗。另外，應(yīng)開樣時盡量取同一種性質(zhì)的土進行試驗。另外，應(yīng) 減減少土樣在采取、運輸、保管及安裝儀器等各環(huán)節(jié)中的少土樣在采取、運輸、保管及安裝儀器等各環(huán)節(jié)中

12、的擾動。擾動。 *By chentao12 3.2土工試驗的儀器設(shè)備土工試驗的儀器設(shè)備 土工試驗的儀器設(shè)備分為土工試驗的儀器設(shè)備分為物理實驗儀器物理實驗儀器和和力力學(xué)實驗儀器學(xué)實驗儀器。 3.2.1土的物理實驗儀器土的物理實驗儀器 電子天平電子天平。這是物理性質(zhì)。這是物理性質(zhì) 試驗中利用頻試驗中利用頻率最高的設(shè)備之一，就使用種類而言，感量包括率最高的設(shè)備之一，就使用種類而言，感量包括 1 g，0. 1 g，0. 01 g，0. 001 g，分別對顆粒、擊實、含水量、分別對顆粒、擊實、含水量、重度、液塑重度、液塑 限等進行分析和限等進行分析和試驗。試驗。 *By chentao13 顆粒分析儀。

13、顆粒分析儀。就粒徑超過就粒徑超過 0. 075 mm的顆粒而的顆粒而言，通常需要通過系列標準篩進行分析，篩時多采用言，通常需要通過系列標準篩進行分析，篩時多采用的是振篩機，就粒徑小于的是振篩機，就粒徑小于 0. 075 mm的顆粒而言，則的顆粒而言，則需要借助于懸液沉需要借助于懸液沉 降分析方法，就多數(shù)單位而言，所降分析方法，就多數(shù)單位而言，所采用的是密度計法，當(dāng)然，也有部分采用的是移液管采用的是密度計法，當(dāng)然，也有部分采用的是移液管法。法。系列標準篩系列標準篩振篩機振篩機 液塑限試驗儀液塑限試驗儀。就多數(shù)單位而言，當(dāng)。就多數(shù)單位而言，當(dāng) 前所采用前所采用的多為圓錐儀、搓條等方法，來對液限塑限

14、進行確定的多為圓錐儀、搓條等方法，來對液限塑限進行確定，但，但 是，對于鐵路、公路、水電等很多部門而言，已是，對于鐵路、公路、水電等很多部門而言，已開始全面推廣和應(yīng)開始全面推廣和應(yīng) 用液塑限測試儀，該儀器解決了人用液塑限測試儀，該儀器解決了人為因素的影響，提高了測定結(jié)為因素的影響，提高了測定結(jié) 果的精確度。果的精確度。*By chentao14液液塑塑限限實實驗驗儀儀*By chentao15 3.2.1土的力學(xué)儀器設(shè)備土的力學(xué)儀器設(shè)備 固結(jié)試驗儀固結(jié)試驗儀 。近幾年，固結(jié)試驗儀的種。近幾年，固結(jié)試驗儀的種類、規(guī)格開始朝著類、規(guī)格開始朝著 系列、多功能等格局轉(zhuǎn)變，系列、多功能等格局轉(zhuǎn)變，主要包

15、括如下類型：主要包括如下類型：一是砝碼杠桿式儀一是砝碼杠桿式儀， 這已這已經(jīng)成為最傳統(tǒng)的固結(jié)試驗儀器，但也實現(xiàn)了系列經(jīng)成為最傳統(tǒng)的固結(jié)試驗儀器，但也實現(xiàn)了系列化。這種固結(jié)儀具有直觀、穩(wěn)定性能佳、精確度化。這種固結(jié)儀具有直觀、穩(wěn)定性能佳、精確度高等優(yōu)勢，高等優(yōu)勢， 但由于自動化但由于自動化 水平不高、勞動強度較大，水平不高、勞動強度較大， 砝碼過程中的振動會影響砝碼過程中的振動會影響 結(jié)果等問題，因而應(yīng)用越結(jié)果等問題，因而應(yīng)用越 來越少來越少 砝碼杠桿式儀砝碼杠桿式儀*By chentao16 二是氣壓式固結(jié)儀二是氣壓式固結(jié)儀。該試驗儀器采用高壓。該試驗儀器采用高壓氣體作壓力源，氣體作壓力源，

16、不僅加荷過程方便，而且操作不僅加荷過程方便，而且操作簡便，減弱了勞動強度，提高了自動簡便，減弱了勞動強度，提高了自動 化水平，化水平，但易出現(xiàn)漏氣、壓力不穩(wěn)等一系列問題。但易出現(xiàn)漏氣、壓力不穩(wěn)等一系列問題。 氣氣壓壓式式固固結(jié)結(jié)儀儀*By chentao17 直剪試驗儀直剪試驗儀。 就土抗剪強度試驗而言，主要采就土抗剪強度試驗而言，主要采用如下類型：一是用如下類型：一是雙速電動等應(yīng)雙速電動等應(yīng) 變直剪儀變直剪儀，其應(yīng)變速，其應(yīng)變速度可以達到度可以達到 0. 8 mm mn 或或 2 mm mn，能夠，能夠進行固結(jié)或快剪試驗；二是進行固結(jié)或快剪試驗；二是三速電動等應(yīng)變直剪儀三速電動等應(yīng)變直剪儀，

17、應(yīng)變速度較應(yīng)變速度較 雙速而言增加了雙速而言增加了 0. 02 mm mn，還可，還可以同時開展慢剪試驗；三是以同時開展慢剪試驗；三是四聯(lián)等應(yīng)變直剪儀四聯(lián)等應(yīng)變直剪儀，其集，其集四臺直剪儀于一體，通過變速箱轉(zhuǎn)變?yōu)樗呐_直剪儀于一體，通過變速箱轉(zhuǎn)變?yōu)?0. 02 mm mn，0. 8 mm mn，2. 4 mm mn 三種剪切率，三種剪切率，能夠進行慢能夠進行慢 剪、固結(jié)快剪、快剪三種試驗，且具有手剪、固結(jié)快剪、快剪三種試驗，且具有手搖加荷裝置，無須調(diào)節(jié)砝搖加荷裝置，無須調(diào)節(jié)砝 碼。碼。*By chentao18雙速電動等應(yīng)雙速電動等應(yīng) 變直剪儀變直剪儀三速電動等應(yīng)變直剪儀三速電動等應(yīng)變直剪儀四聯(lián)

18、等應(yīng)變直剪儀四聯(lián)等應(yīng)變直剪儀*By chentao19 靜三軸試驗儀靜三軸試驗儀。當(dāng)前，勘察時常采用三軸壓縮。當(dāng)前，勘察時常采用三軸壓縮儀，結(jié)合土類、工程等需求，分別進行不固結(jié)不排水、儀，結(jié)合土類、工程等需求，分別進行不固結(jié)不排水、固結(jié)不排水、固結(jié)排水等試驗。固結(jié)不排水、固結(jié)排水等試驗。靜靜三三軸軸試試驗驗儀儀*By chentao204.土工試驗和測試技術(shù)的進展土工試驗和測試技術(shù)的進展 4.1土工試驗的現(xiàn)狀及存在的問題土工試驗的現(xiàn)狀及存在的問題 隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展，土工試驗技術(shù)隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展，土工試驗技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展也得到了飛速的發(fā)展 和進步，但現(xiàn)今的土工試和進步，但現(xiàn)今的

19、土工試驗技術(shù)的發(fā)展還不平衡，人員素質(zhì)，設(shè)備標驗技術(shù)的發(fā)展還不平衡，人員素質(zhì)，設(shè)備標 準、準、評價方法上還存在一定的不足，需要我們認真的評價方法上還存在一定的不足，需要我們認真的進行分析，并加進行分析，并加 以解決。以解決。 主要問題歸納起來有以下主要問題歸納起來有以下3點：點：*By chentao21 規(guī)范的土工試驗標準規(guī)范的土工試驗標準 在工程開展過程中，有相當(dāng)一部分土工試驗在工程開展過程中，有相當(dāng)一部分土工試驗沒有按著規(guī)范或標沒有按著規(guī)范或標 準進行操作，有些地區(qū)或部準進行操作，有些地區(qū)或部門還長期的采用對比試驗的方法進行土門還長期的采用對比試驗的方法進行土 工數(shù)據(jù)工數(shù)據(jù)的收集和分析，這

20、非常不利于工程建筑的發(fā)展，的收集和分析，這非常不利于工程建筑的發(fā)展，同時也會給同時也會給 施工安全帶來一定隱患。施工安全帶來一定隱患。 試驗方法有待研究試驗方法有待研究 我國土工試驗工作者在長期的工作中總結(jié)了我國土工試驗工作者在長期的工作中總結(jié)了大量的實驗方式，大量的實驗方式， 其成果非常豐碩，但從我國其成果非常豐碩，但從我國目前土工試驗的現(xiàn)狀來看，有些試驗方目前土工試驗的現(xiàn)狀來看，有些試驗方 法還有法還有*By chentao22 待商榷。土工試驗在規(guī)范了相關(guān)標準后，待商榷。土工試驗在規(guī)范了相關(guān)標準后，還要結(jié)合實際工作中產(chǎn)生的新問題和新情還要結(jié)合實際工作中產(chǎn)生的新問題和新情況來進行歸納況來進

21、行歸納 技術(shù)管理和行業(yè)管理有待加強技術(shù)管理和行業(yè)管理有待加強 近年來土工試驗行業(yè)管理存在混亂的近年來土工試驗行業(yè)管理存在混亂的局面，主局面，主 要表現(xiàn)在：有些工程中放棄了土要表現(xiàn)在：有些工程中放棄了土工試驗，工程調(diào)研階段沒有相應(yīng)的工試驗，工程調(diào)研階段沒有相應(yīng)的 組織土組織土工人員進行技術(shù)審核，試驗過程敷衍試驗工人員進行技術(shù)審核，試驗過程敷衍試驗結(jié)果失真，同時各結(jié)果失真，同時各 工程沒有一套有效的技工程沒有一套有效的技*By chentao23 術(shù)管理程序來保證試驗質(zhì)量；試驗單位和術(shù)管理程序來保證試驗質(zhì)量；試驗單位和個個 人也缺少相應(yīng)的資質(zhì)和技術(shù)證書，在工人也缺少相應(yīng)的資質(zhì)和技術(shù)證書，在工程中沒

22、有相應(yīng)的土工試驗管程中沒有相應(yīng)的土工試驗管 理單位，造成理單位，造成一些小的單位或個人在沒有技術(shù)保證的前一些小的單位或個人在沒有技術(shù)保證的前提下，隨意提下，隨意 的進行土工試驗等。的進行土工試驗等。*By chentao24 4.2今后土工試驗的發(fā)展方向今后土工試驗的發(fā)展方向 試驗過程需試驗過程需 要嚴格的規(guī)章制度和規(guī)范試驗的要嚴格的規(guī)章制度和規(guī)范試驗的過程，試驗前需要對儀器進行定期過程，試驗前需要對儀器進行定期 的保養(yǎng)和檢測，并的保養(yǎng)和檢測，并且做到檢驗的常態(tài)化，以保證檢驗結(jié)果真實可靠。且做到檢驗的常態(tài)化，以保證檢驗結(jié)果真實可靠。 對對不符合標準和規(guī)定的儀器，馬上停用并及時更新，減不符合標準和規(guī)定的儀器，馬上停用并及時更新，減少因器具質(zhì)量所產(chǎn)生的影響。少因器具質(zhì)量所產(chǎn)生的影響。 對土工試驗人員要經(jīng)常的學(xué)習(xí)國際和國內(nèi)的相對土工試驗人員要經(jīng)常的學(xué)習(xí)國際和國內(nèi)的相關(guān)關(guān) 規(guī)范標準，要求試驗人員能夠?qū)υ囼灁?shù)據(jù)做出正確規(guī)范標準，要求試驗人員能夠?qū)υ囼灁?shù)據(jù)做出正確的判斷，對出現(xiàn)的判斷，對出現(xiàn) 異常或偏差的數(shù)據(jù)能夠及時更正，同異常或偏差的數(shù)據(jù)能夠及時更正，同時還要組織技術(shù)人員參與技術(shù)時還要組織技術(shù)