20##-2012学年第二学期
岩土工程原位测试实习报告
学 院：土木工程学院
班 级：
学 号：
姓 名：
指导老师：
成 绩：
目录
一前言... 3
二实习目的及要求... 5
三实习安排... 6
四实习内容... 7
五实习总结... 19
六实习感想... 20
一 前言
原位测试（in Situ Test,或Field Test）从广义上讲，应包括原位检测和原位试验两部分，即指在被检测对象的原始位置，在不破坏、不扰动或少扰动被测试或检测对象原有（天然）状态的情况下，通过试验手段测定特定的物理量，进而评价被测试对象的性能和状态；从狭义上讲，岩土工程原位测试是岩土工程勘察与地基评价中的重要手段之一，是利用一定的试验手段在天然状态（天然应力、天然结构和天然含水量）下，测试岩土的反应或一些特定的物理、力学指标，进而依据理论分析或经验公式评定岩土的功能性能和状态。原位测试技术是岩土工程的一个重要分支，它不仅是岩土工程勘察的重要组成部分和获得岩土体设计参数的重要手段，而且是岩土工程施工质量检验的主要手段，并可用于施工过程中岩土体物理、力学性质及状态变化的检测。
岩土测试的目的在于获得有代表性的、能够反映岩土体现场实际下的岩土参数，认识岩土体的空间分布特征和物理力学特性，为岩土工程设计和治理提供工程设计参数。这些参数包括：
（1）岩土体的空间分布几何参数（如土层厚度）；
（2）岩土体的物理参数和状态参数（如土的容重和颗粒土的
实度）；
（3）岩土体原位初始应力状态和应力历史参数（如静止侧压力系数和超固结比）；
（4）岩土体的强度参数（如粘性土的不排水抗剪强度）；
（5）岩土体的变形性质参数（如土的变形模量）；
（6）岩土体的渗透性质参数（如固结参数和渗透参数）。
除了获得被测试岩土体的物理力学性质和渗透性质参数外，原位测试的试验结果还可以直接应用于岩土工程实践。笼统地讲，原位测试可以用于以下几方面：
（1）浅基础的设计，包括地基承载力的确定和进行浅基础的沉降计算；
（2）深基础的设计，主要用于单桩竖向承载力和水平向承载力计算；
（3）砂性土地基的液化评价；
（4）地基加固效果监测与评价；
（5）土质边坡滑动面的确定。
各种原位测试的方法都有各自的适用性，表现在一些原位测试手段只适用于一定的地基条件，并且在评价岩土体的某一工程性能参数时有些能直接测定，而有些参数只能通过经验积累间接估算。并且每一种原位测试方法都有它的侧重面，也就是主要用来测定某一个参数，所以在实际选择原位测试方法时应合理的选择，发挥现有仪器的最大性能，尽量减少试验结果测量对象真实性质、性能和参数的差别。对每个原位测试方法的原理清晰、技术要点具体可行、理论与实践相结合，对各种原位测试技术的适用范围有所界定，这是作为一个工程地质工作者应具备的能力。
二 实习目的及要求
1 实习目的
通过实习和实践教学活动使我们对教材中的岩土工程原位测试基础理论、基本原理通过感性认识加深理解，同时进行基本功训练，使我们掌握各种地质条件下岩土原位测试的基本工作方法和操作技能，为后续相关课程的学习以及以后的工作打下良好的基础。全面提高我们的观察能力、动手能力、实践能力以及综合分析和解决问题的能力。通过现场实验的操作训练，锻炼我们吃苦耐劳的能力，为以后艰苦的野外工作做好准备。
另一方面这次实习还培养我们对试验资料的整理和成果应用的能力，原位测试只是一种技术手段，目的是为了工程设计和应用实践服务，在整理资料、分析和应用中，我们可以学到各种原位测试的资料整理和成果判译的方法。正确合理地应用原位测试技术来为我们的工作服务，这才是我们这次实习的最终目的。
2 实习要求
（1） 在实习过程中，必须服从有关技术人员和指导老师的指挥和安排，认真听取讲解，并做好笔记（包括必要的附图）；
（2） 认真做好现场及讲座笔记，现场参观要不耻下问；
（3） 遵守现场相关规章制度，关心他人及自身安全；
（4） 注意自己的言行，行为要得体；
（5） 实习过程中不允许无故请假、旷课、早退。
三 实习安排
第17周
星期一，实习动员，发放实习资料，实验室认识仪器。
星期二，静力触探试验，标准贯入试验。
星期三，圆锥动力触探试验，十字板剪切试验。
星期四，现场直接剪切试验。
星期五，试验数据计算、分析、整理，编写实习报告。
四 实习内容
（一）实习前培训与指导
20##年06月11日，也就是实习的第一天，由秦莞臻老师为我们进行实习前的培训和指导。
（1）静力触探试验
静力触探试验（Static Cone Penetration,简称CPT）是利用准静力以恒定的贯入速率将一定的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的大小来间接判定土的土的物理力学性质的现场试验方法。静力触探试验适用于软土、粘性土、粉土、砂类土和含有少量碎石的土层。与传统的钻探方法相比，静力触探试验具有速度快、劳动强度低、清洁、经济等优点，而且可以连续获得地层的强度和其它方面信息，不受取样扰动等人为因素的影响。结合地区经验结果可以用来土类的命名，土层的划分，地基土物理、力学、渗透性质相关参数的测定，以及地基承载力的测定和地基土液化的可能性的评价。
（2）标准贯入试验
标准贯入试验（Standard Penetration Test,简称SPT）是一种现场用63.5kg的穿心锤，以76cm的落距自由下落，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N），并以此评价土的工程性质的原位试验。SPT实际上仍属于动力触探范畴，所不同的是，其贯入器是由两个半圆筒合成的取土器。利用标准贯入锤击数N，并结合地区经验，可以来评价地基土的物理状态和力学性能参数，计算天然地基的承载力以及单桩的极限承载力以及场地成桩的可能性评价，砂土和粉土的液化可能性评价等。另外，SPT的缺点是离散性大，所以只能粗略地评定土的工程性质。
（3）圆锥动力触探试验
圆锥动力触探试验（Dynamic Penetration Test,简称DPT）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（贯入阻力的大小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。DPT按锤击能量的不同，划分为轻型、重型和超重型三种。在工程实践中，应根据土层的类型和试验土层的坚硬程度与密实程度来选择不同类型的试验设备。DPT适用于不同的土类，设备相对简单、操作方便、适应性广，并有连续贯入的特性，但试验误差较大，再现性较差。根据DPT指标可以进行地基土的力学分层，评价地基土的均匀性和物理性质，查明土洞、滑动面、软硬土层界面的位置。再结合地区经验还可以评定地基土的强度、变形参数和天然地基承载力。
（4）十字板剪切试验
十字板剪切试验（Vane Shear Test,简称VST）是一种通过对插入地基土中的规定形状和尺寸的十字板头施加扭矩，使十字板头在土体中等速扭转形成的圆柱状破坏面，经过换算评定地基土不排水抗剪强度的现场试验。由于十字板剪切试验不需要采取土样，避免了土样扰动及天然应力状态的改变，十字板剪切试验在我国沿海地区被广泛使用，适用于均质饱和软粘土，是一种有效的测定土的不排水抗剪强度的试验方法。
（5）现场直接剪切试验
岩体强度是指岩体抵抗外力破坏的能力。通常所说的岩体强度是指岩体的抗剪强度，即岩体抵抗剪切破坏的能力。也就是说，岩体在任一法向应力作用下，剪切破坏时所能抵抗的最大剪应力值，称为该剪切面在此法向应力下的抗剪强度。
（二）现场参观学习
1、静力触探试验
（1）野外测试的关键步骤
a.布孔位，平整场地；
b.安装触探机 ，并调平机座（为使贯入压力保持垂直方向），把机座与反力装置衔接 ；
c.将探头、测量电缆、探杆连接起来，并检查测量仪表，并调零；
d.将连着探杆的探头压入地下 ，同时记录深度值和测量仪表的数据；
e.在预定位置做孔压消散测试；
a）停止贯入；
b）记录超孔压随时间的消散过程。
（2）技术要求
1、触探机就位后，应调平机座，使用水平尺校准，使贯入压力保持竖直方向，并使机座与反力装置衔接、锁定。
2、一般触探试验中，使布置的触探孔距原有钻孔至少2m。
3、触探主机应以轴向压力将探杆压入，对于前5m的探杆，弯曲度不得大于0.05%，后续探杆的弯曲度，在触探深度小于10m，不得大于0.2%；深度大于10m时，不得大于0.1%。
4、触探机的贯入速率应控制在1-2cm/s，一般为2cm/s；使用手摇式触探机时，手把转速应力求均匀。
5、使用记读式仪器，每贯入0.1m或0.2m应记录一次读数。
6、在地下水埋藏较深的地区使用探头触探时，应先使用外径不小于孔压探头的单或双桥探头开孔至地下水位以下，而后向孔内注水与地面平，再换用孔压探头触探。
7、使用孔压探头时，在整个贯入过程中不得提升探头。
8、当在预定深度进行孔压消散试验时，应从探头停止贯入之时起，用秒表记时。
9、当移位于第二个孔时，应对孔压探头的应变腔和滤水器重新进行脱气处理。
（3）试验的终止
遇下列情况时应终止静力触探试验的贯入：
a、要求的贯入长度或深度已经达到；
b、圆锥触探仪的倾斜度已经超过了量程范围；
c、触探主机负荷达到其额定荷载的120%时；
d、贯入时探杆出现明显弯曲；
e、反力装置失效；
f、探头负荷达到额定荷载时；
g、记录仪器显示异常。
（4）CLD-3静力触探仪技术参数：
CLD-3静力触探仪主机架1台，记录仪1台，探杆20米，单桥探头1只，四芯屛蔽电缆线30米，地锚2根山型板1只、卡快1只、加力杆2支、地锚压铁2付、地锚肖6只、导向套2付、等其余配套件工具全部供给。
CLD-3静力触探仪主要参数：
贯入力：2吨～3吨
贯入速度：0.8~1.2米/分
贯入探头：10cm2
测量仪表：人工记录仪或自动记录静探微机
整机重量：160公斤
静力触探仪适用于在一般粘性土、软土、黄土和密砂土地区的土木建筑工程、市政、公路、工程地基土原位测试，用于查明地层在垂直和水平方向的变化；进行力学分层。
根据静力触探，包括孔压静力触探试验结果，结合地区经验，可以用于以下目的：
（1）可用于土类定名，并划分土层的界面；
（2）评定地基土的物理、力学、渗透性质的相关参数；
（3）确定地基承载力；
（4）确定单桩极限承载力；
（5）判定地基土液化的可能性。
2、标准贯入试验
标准贯入试验须与钻探配合，以钻机设备为基础。按以下技术要求和试验步骤进行：
（1）标准贯入试验孔采用回转钻进，并保持孔内水位略高于地下水水位；
（2）先钻进至需要进行标准贯入试验位置的土层标高以上15cm处，清孔后换
用标准贯入器，并量的深度尺寸；
（3） 采用自动脱钩的自由锤击法进行标准贯入试验，并减少导向杆与锤之间的摩擦阻力。试验过程中应避免锤击时偏心和晃动，保持贯入器、探杆、导向杆连接后的垂直度；
（4） 将贯入器垂直打入试验土层中，锤击速率应小于30击/min。先打入15cm不计锤击数，继续贯入土中30cm，记录其锤击数，此击数即为标准贯入击数N；
（5） 提出贯入器，将贯入器中土样取出进行鉴别描述，并记录，然后换以钻具继续钻进，至下一需要进行试验的深度，再重复上述操作。一般每隔1.0-2.0m进行一次试验；
（6） 在不能保持孔壁稳定的钻孔中进行试验时，应下套管以保护孔壁稳定或采用泥浆进行护壁。
利用标准贯入试验指标N，并结合地区经验，可用于如下目的：
（1）评价地基土的物理状态；
（2）评价地基土的力学性能参数；
（3）计算天然地基的承载力；
（4）计算单桩的极限承载力及对场地成桩的可能性做出评价；
评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级。
3、圆锥动力触探试验
圆锥动力触探试验按锤击能量的不同，划分为轻型、重型和超重型三种。在工程试验中，应根据土层的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。
圆锥动力触探的类型
试验技术要求
轻型动力触探
（1）先用轻便钻具钻至试验土层标高以上0.3m处，然后对土层进行连续触探，记录每打入0.30m所需的锤击数；
（2）试验时，将10kg的穿心锤提升0.50±0.02m，锤击频率控制在15-30击/min；
（3）如需取样，则需把触探杆拔出，换钻头进行取样。
（4）用于触探深度小于4m的土层。
重型、超重型动力触探
（1）试验前将触探架安装平稳，使触探保持垂直地进行。垂直度的最大偏差不得超过2%；
（2）贯入时应使63.5kg穿心锤自由落下。地面上的触探杆的高度不宜过高，不超过1.5m，以免倾斜与摆动太大；
（3）锤击速率宜为每分钟15-30击；
（4）及时记录每贯入0.10m所需的锤击数，每贯入1m转动探杆一圈半，深度超过10m，每贯入20cm转动探杆一次，以减少探杆的摩擦；
（5）对于一般砂、圆砾和卵石，触探深度不宜超过12~15m；超过该深度时，需考虑触探杆的侧壁摩阻的影响；
（6）每贯入0.1m所需锤击数连续三次超过50击时，应停止试验。触探试验深度1-16m。
根据圆锥动力触探试验指标，可以用于下列目的：
（1）进行地基土的力学分层；
（2）定性地评价地基土的均匀性和物理性质（状态、密实度）；
（3）查明土洞、滑动面、软硬土层界面的位置。
利用圆锥动力触探实验成果，并通过建立地区经验，可以用于：
（1）评定地基土的强度和变形参数；
（2）评定天然地基的承载力；
（3）估算单桩承载力。
圆锥动力触探的试验数据通常以打入土中一定深度的锤击数表示，也可用动力贯入阻力表示。圆锥动力触探可适应于不同的土类，设备相对简单、操作方便、适应性广，并有连续贯入的特性，但试验的误差较大，再现性较差。
4、十字板剪切试验
十字板测试是饱和软土地区常用的工程勘察仪器，它是将用钢特制十字板头，借助机械力压入饱和软土中的预定深度，然后通过施加扭力装置旋转十字板头，以测试饱和软土的不排水抗剪强度，其精度很高，可用于工程设计。
一、测试目的
用野外十字板测试以求得饱和软土的不排水抗剪强度。
二、适用范围
一般情况下，仅适用于饱和的软土，包括淤泥类土、粉土。
三、测试方法
电测十字板法
四、仪器设备
1．静力触探—十字板两用压入主机
2．施加扭力装置
3．十字板头及其传感器
4．探杆
5．测量仪
6．地锚
五、操作步骤
1．十字板头传感器率定。
2．按照一定程序安装好十字板头及传感器，注意接头之间要拧紧防水，并将电缆线及探杆穿过施加扭力装置。
3．将压入主机安装好。
4．将施加扭力装置放在压入主机上。
5．将测量电缆接到测量仪上。
6．然后将十字板头垂直压入土中预定深度，并用卡盘卡住钻杆，记录测量仪上的读数或调零，然后摇动施加扭力装置上的手把，每转动一圈，地下的十字板头旋转一度，并记录一次测量仪上的读数，测得峰值后，再摇动6圈并记录相应读数。
7．松开钻杆夹具，用扳手或管钳快速将探杆按顺时针方向旋转3－6圈，使十字板头周围的土充分拢动后，立即拧紧钻杆夹具，然后摇动手把，重复步骤6和7。
8．完成某深度测试后，可将十字板头压入下一深度继续进行测试，重复步骤6和7。
9．终止试验，当完成预定的几点测试后，应立即逐节起拔探杆和十字板头，清洗干净，并拆除压入主机。
六、测试成果整理
1．求出传感器率定系数（参见教材208页）α；
2．绘出抗剪强度与十字板转角关系曲线，求出峰值强度，或直接从表中求出峰值；
3．计算：①按下式计算土的抗剪强度：Cu=10·k·α·Ry
式中：
－分别为原状土抗剪强度（峰值强度）和扰动土抗剪强度（扰动土峰值强度）；kPa;
K－与十字板头尺寸有关的常数，
Ry,Re－分别为原状土和扰动土剪切破坏时的读数。
D、H－分别为十字板头直径和高度（cm）.
②按下式计算土的灵敏度St，
七、注意事项：
1．测试前必须预习教材中野外十字板测试有关内容
2．安装仪器应在教师或测试员指导下进行，严禁野蛮操作
八、测试记录格式
5、现场直接剪切试验
现场直接剪切试验可分为：岩体本身、岩体沿软弱结构面和岩体与混凝土接触面的直剪试验三类。每类实验可细分为：试体在法向应力作用下沿剪切面剪切破坏时的抗剪断试验、试体剪断后沿剪切面继续剪切的抗剪试验（也称摩擦试验）即法向应力为零时对试体进行剪切的抗剪试验。
（1）岩体本身剪切试验
岩体本身剪切试验是为测定在外力作用下，岩体本身的抗剪强度和变形的试验。为验算坝基、坝肩、岩质边坡及地下硐室围岩等岩体本身可能发生剪切失稳时，可采用本试验方法。
（2）岩体沿结构面直剪试验
岩体沿结构面直剪试验是测定岩体沿结构面的抗剪强度和变形的试验，是为评价坝基、坝肩、岩质边坡及硐室围岩可能沿结构面产生滑动失稳时所采用的试验方法。
（3）混凝土与岩体直剪试验
混凝土与岩体直剪试验是为测定现场混凝土与岩体之间的抗剪强度和变形特性所进行的试验。为评价建筑物沿基岩接触面可能发生剪切破坏，校核其抗滑稳定性时可采用此项试验。
五 实习总结
为期一周的岩土工程原位测量技术实习结束了，在这短短的五天时间我不仅掌握了很多专业技能，还学到了很多在课堂上学不到的东西，有老师的经验、有对工程的直观认识、有学长的建议和忠告……这些都是不能在学校获得的。只有站在巨人的肩膀上才能看的更远，用这句话来概括我们土木这一行的工作方法似乎更为贴切。因为对我们来说实践经验和理论技能都占有不可替代的地位，理论技能需要不断的更新和完善，而这个完善的过程则需要一代又一土木工程师的经验交流和传递才能够完成。然后对工程作出更加合理的处理。没有最好的方案，只有最合适的方案。自从我选择了勘查技术与工程专业之后就注定我要与岩石、土打交道，可是上天容易下地难，要想真正的了解它们真的太难了，在地下有太多的不确定因素。可是不能因为难就不去做，这就要求我们不断地学习前人的经验，然后在我们的工作中合理的利用，不能笼统的挪用之前的工程处理方法，因为每一个工程都不一样，都有它的特点和工程性质，一味的沿用别的工程的处理方法就可能导致不可恢复性的错误。很快我们就要离开校园走上工作岗位了，在以后短短的一年半的时间里我还有很多知识要学，因为只有扎实的理论知识作为后盾才能让我更快更好的熟悉并着手工作，才能让我更好的积累工程经验。理论和经验是土木工程师的两把“利剑”。通过的以后不断学习和努力，我会在这个行业有所作为，为大家的生活建造一个牢固的“地基”。
六 实习感想
通过本次试验我们学到了许多书本上学不到的知识，通过与现场工作人员的交流才发现我们现在所掌握的只是些皮毛而已，要想学到更多的知识不仅要多看书和规范，还要经常到施工现场去与工作人员一起交流和相互学习。但本次试验也有许多不足之处：首先，由于人员和场地的限制实习的时间太短，有些东西还来不及向现场工作人员请教实习就结束了，还有的试验在我们去之前就结束了，有的在实习完之后还没开始，并不能对所有试验都了解一遍；然后，由于有些数据属于机密，都是他们的劳动成果，不能随便让人看，所以试验的数据不全；最后，由于不是专门的实习场地，工作人员得正常施工，所以没有太多的时间让我们去提问，再者去的人太多有时还会影响到他们的正常施工。所以，如果有可能希望能多找几个试验场地，或增加实习的时间，让我们有足够的时间去进行现场实习；还有就是希望每次都有老师去维持一下秩序，因为场地中有些地方并不安全，另外有些数据老师去要应该好要一点；最后希望这样的实习应该多组织，让我们有更多的机会去现场学习。总之，这次实习还是比较成功的。