土工测试技术专题

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0 概 论
0.1 重要性
岩土工程测试技术及土工试验是土力学中的基本内容、是土力学发展的基础。试验土力学成为土力学的一个重要分支。另一方面，由于现场原状土的结构性，土工问题的诸多影响因素使现场原位测试和工程原型监测成为工程实践中不可缺少的一部分。
土工试验的不可替代的作用表现在：
（1）只有通过试验才能揭示土作为一种碎散多相地质材料的一般和特有的力学性质；
（2）只有对具体的土样的试验，才能揭示不同类型、不同产地、不同状态土的不同力学性质，特别是对非饱和土、区域性土、人工复合土等；
（3）试验是确定各种理论和工程设计参数的基本手段；
（4）试验是验证各种理论的正确性及实用性的主要手段；
（5）足尺试验、模型试验可以验证土力学理论与数值计算结果的合理性，也是认识和解决实际工程问题的重要手段；
（6）原位测试、原型监测直接为土木工程服务，同时是数值计算的反算和实现信息化施工的依据；
所以，土力学的研究和土工实践从来不能脱离土工试验工作，它是人们深入认识土的性状和发展完善理论和计算方法的正确途径。
广义的土工试验包括室内试验、原型测试、模型试验和原型监测等，从内容上可分为物理试验、力学试验和水力学性质试验；也可从宏观和微观不同尺度进行试验和测试。
0.1.1．理论的研究与发展中起着决定性作用。
三大定理的提出都依赖于实验技术：
渗透、压缩、剪切
三大稳定性的验算：
渗透稳定性、变形、强度稳定性
本构定律的研究，应力～应变关系的研究
例如：邓肯??张模型的八个参数测定。
0.1.2．技术应用上
新的土力学测试技术是保证设计理论与方法处于先进、合理、经济的重要保证，是设计、计算所依据的各项岩土参数的准确测试的重要保证。
0.2 任务
0.2.1 确定常规的土性指标：
各种物理力学性指标及化学指标。
0.2.2 确定土性指标参数
　　理论公式中的参数，例：邓肯模型的八个参数。　
0.2.3 确定变化规律，各种指标之间的相互关系，内在联系，经验公式。
0.3 类型
0.3.1 室内试验：常规试验，专门试验。
0.3.2 原位试验：直接试验，间接试验。
0.3.3 模型试验：普通模型试验，离心模型试验。
0.3.4 原型试验：原型观测，实录分析。
0.4 原则
0.4.1 既要作适当简化，又要尽量模拟实际。
　　简化要随所研究的问题而变，也就是要根据具体的问题作具体的分析。
0.4.2既要准确可靠，又要提高工效，节约耗费，在准确的前提下提高工效。
0.5 步骤
0.5.1 拟定合理的试验方案
0.5.2 采用有代表性的土样试样
0.5.3 进行准确的试验测定
校正仪器，试验各环节的问题要仔细分析。　
0.5.4 作出正确的成果整理分析
0.6 发展
0.6.1 高坝大库的兴建
0.6.2 土力学理论的发展----
0.6.3 多种土质的应用（膨胀土、黄土、冻土、红土）
0.6.4 服务对象的高精度要求
0.6.5 计算量测的发展
0.7 参考书
0.7.1 《土工试验规程》（SL237－1999）
0.7.2 土力学　武汉水利水电学院　主编
0.7.3王锺琦等　岩土工程测试技术　中国建筑工业出版社 1986　
0.7.4 窦宜等　土工实验室测定技术　水利电力出版社　1987
0.8 基本内容
0.8.1 室内试验
（1）土的基本物理性质??土的工程分类和土的基本状态判断
粒度特征：D10、D60、CU、CC
密实特征指标：γ、γd、GS、e、n、γdmax、γdmin、Dr
湿度特征指标：Sr、W、WL、WP、IP、Wop
结构特征指标：S=q0/q，
土骨架颗粒的形态、连接形式、排列方式
土胶结构的种类、渠集形式、胶结类型。
（2）土的基本化学性质：分析土的物质成份（化学成分和矿物成分），土粒与介质溶液间的物理化学作用。
全量分析：Al、Fe、Si、Ca、Mg、k
阳离子交换：
水溶盐：易溶盐、中溶盐、难溶盐
有机质：
酸碱度：
（3）土的基本水理性质：
崩解、膨胀、收缩、湿陷
（4）土的基本力学性质??提供力学计算的参数
渗透特性：V～i关系、k、icr
抗剪特性：τf??σ关系、c、φ
压缩特性：e??P关系、ar、Es、E、mv、Cv
0.8.2 原位试验：载荷试验、标贯试验、静力触探、旁压试验、十字板剪切试验、波速试验。