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巖土工程是歐美國家于上世紀(jì)60年代在土木工程實踐中建立起來的一種新的技術(shù)體制。主要是研究處理求解巖體和土體工程兩方面的問題,其中包括地基與基礎(chǔ),邊坡以及地下工程方面問題等。它涉及到巖體與土體的利用、政治和改造,包括巖土工程的勘察、設(shè)計、施工和監(jiān)測四個方面。在土木工程中,各種建筑物以巖土體作為建筑材料、工程結(jié)構(gòu)或建筑環(huán)境,巖土工程的地位相當(dāng)重要。而且隨著工程規(guī)模越來越大,巖土工程問題就越來越突出,越來越復(fù)雜,給巖土工程的發(fā)展提出各種新的、前所未有的挑戰(zhàn)。特別是在建設(shè)高層、超高層建筑物的過程中,我們常用的天然土體材料是達不到這樣的荷載要求的。這就需要對樁基礎(chǔ)或?qū)Φ鼗吝M行處理,研究樁身的尺寸、研究材料的強度、研究樁基持力層和承載力、施工時根基坑開挖支護和降水等問題。工程巖土體是地質(zhì)體的一部分,其工程性質(zhì)的形成和演化以及對建筑的適應(yīng)性,與它的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和賦予環(huán)境息息相關(guān)。因此,巖土工程師在著手解決任何一項巖土體的地質(zhì)工程問題時,首先要查明巖土體的地質(zhì)特征和場地工程地質(zhì)條件,尤其是地質(zhì)條件比較復(fù)雜的重大巖體工程,巖土工程勘察更顯得重要,甚至?xí)蔀橛绊懝こ绦б?、投資或者成敗的關(guān)鍵。
二、巖土工程勘察的任務(wù)和目的
巖土工程勘察的主要任務(wù)是按照建筑物或構(gòu)筑物不同勘察階段的要求,為工程的設(shè)計、施工以及巖土體治理加固、開挖支護和降水等工程提供地址資料和必要的技術(shù)參數(shù),對有關(guān)的巖土工程問題作出論證和評價。具體任務(wù)內(nèi)容包括以下五個方面:其一為闡述建筑場地的工程地質(zhì)條件,指出場地內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育狀況及其對工程建設(shè)的影響,對場地穩(wěn)定性作出評價。其二為查明工程范圍內(nèi)巖土體的分布、性狀和地下水活動條件,提供設(shè)計、施工和整治所需的地質(zhì)資料和巖土技術(shù)參數(shù)。其三是分析、研究有關(guān)的巖土工程問題,并作出結(jié)論和評價。其四是對場地內(nèi)建筑總平面布置、各類巖土工程設(shè)計、巖土體加固處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象整治等具體方案作出建議和論證。其五是預(yù)測工程施工和運行過程中對地質(zhì)環(huán)境和周圍建筑物的影響,并提出保護措施的建議。巖土工程勘察的目的是為該工程技術(shù)上的可能性和經(jīng)濟上的合理性提供保證,以不致對地質(zhì)環(huán)境和建筑工程形成不應(yīng)有或可避免的破壞,以致對工程本身和人類的生活環(huán)境產(chǎn)生影響。所謂技術(shù)可能性指在地質(zhì)環(huán)境中興建的某建筑物安全性保障。換言之,建筑物地基對基礎(chǔ)的適應(yīng)性如何,當(dāng)二者不相適應(yīng)時,能否通過改變基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或改良地基性質(zhì)使其達到相互適應(yīng)。而經(jīng)濟合理性則指通過對建筑物地區(qū)地質(zhì)條件的深入研究后,在保證工程穩(wěn)定性的前提下,選出經(jīng)濟成本最低的建設(shè)方案,已達到經(jīng)濟上的合理性和可行性。
三、巖土工程勘查技術(shù)
巖土工程勘察主要作用是利用各種勘察技術(shù)和勘察手段,準(zhǔn)確查明建筑場地的工程地質(zhì)條件,進而分析在工程建設(shè)過程中可能出現(xiàn)的問題,提前對場地地基的穩(wěn)定性和適應(yīng)性作出評價與結(jié)論。下面簡要分析巖土工程勘察過程中應(yīng)用到的技術(shù)。
3.1傳統(tǒng)勘察技術(shù)
(1)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗
標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗是一種在現(xiàn)場用63.5kg的穿心錘,以76cm的落距自由落下,將一定規(guī)格的帶有小型取土桶的標(biāo)準(zhǔn)貫入器打入土中,記錄打入30cm的錘擊數(shù)(即標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N),并以此評價土的工程性質(zhì)的原位試驗。這種測驗方法適用于砂性土和粘性土,不適用于碎石類土及巖層。優(yōu)勢是操作簡單、使用方便,地層適用性較廣。但也存在缺點,試驗數(shù)據(jù)離散型較大,精度較低,對于飽和軟粘土,遠不及十字板剪切試驗及靜力觸探等方法精度高。
(2)地球物理勘探技術(shù)
地球物理勘探技術(shù)是通過物探儀器,并綜合物理學(xué)、電子學(xué)、計算機技術(shù)、材料學(xué)等多門學(xué)科的理論知識,利用地殼中各種巖石、礦石的物理性質(zhì)差異來研究地質(zhì)構(gòu)造或探測地下礦產(chǎn)的一種方法。該方法的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,除應(yīng)用于巖土工程勘察之外,還應(yīng)用于能源的勘探與開發(fā),地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測和地球環(huán)境污染監(jiān)測等方面。
(3)靜力觸探技術(shù)
靜力觸探技術(shù)是利用機械設(shè)備將金屬探頭通過靜力壓入土中,再通過傳感器或直接測量儀表等工具測試土層對探頭的貫入阻力,以此判斷地基土的物理性質(zhì)。該方法一般應(yīng)用于飽和砂土、砂質(zhì)粉土或者高靈敏度軟粘土,不適用于碎石土層、礫石土層或者比較密實的沙層。靜力觸探技術(shù)的優(yōu)點是可以連續(xù)、快速、準(zhǔn)確地測試出各土層的貫入阻力指標(biāo),缺點是不能對土層進行直觀測試,且測試深度受限。不能超過80cm。
3.2巖土工程勘察新技術(shù)
(1)數(shù)字化勘察技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,傳統(tǒng)勘察方法已不能滿足工程建設(shè)的需求,數(shù)字化勘察技術(shù)是巖土工程勘察技術(shù)發(fā)展的必然。復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造均能經(jīng)過抽象而形成四種元素的集合:點、線、面、體。點如測點等,線如地質(zhì)剖面線,面如人工填土層等厚面,體如地下巖體等。任何地質(zhì)對象在空間上都具有一定的性質(zhì)特征和形態(tài),占有一定的位置和范圍,而且和其他地質(zhì)對象存在著空間聯(lián)系。這種方法就是通過工程地質(zhì)體外表面的方式來表達均質(zhì)地質(zhì)體,把一系列同屬性的點按一定規(guī)則抽象連接起來,形成網(wǎng)狀曲面片,進而確定整個地質(zhì)體的空間屬性。該方法的優(yōu)點是可以應(yīng)用于任何地質(zhì)的勘察研究,缺點是精準(zhǔn)性比較差。巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)是一個信息處理系統(tǒng),其主要作用就是對得出的信息及數(shù)據(jù)做需求分析,從而準(zhǔn)確表達出用戶需求。首先要做的是建立數(shù)據(jù)庫概念模型,這其中要包括文檔資料、圖形資料、地層、鉆孔等信息。用戶將原始數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng),經(jīng)過系統(tǒng)分析形成最終數(shù)據(jù)。最終數(shù)據(jù)包括文檔資料和圖形資料兩大類,其中文檔資料又包括地質(zhì)勘查報告等信息,圖形資料包括連線剖面圖、單孔柱狀圖等。每一次數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)都要經(jīng)過原始數(shù)據(jù)—中間數(shù)據(jù)—最終數(shù)據(jù)的時間序列關(guān)系進行。
(2)測試新技術(shù)
測試新技術(shù)利用現(xiàn)代先進的科學(xué)技術(shù),將土工測試從研究中的某一點發(fā)展到二維面,再發(fā)展到空間體。這樣的測試方法無孔、無破損,減少工程測試的工作強度,提高了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。巖土工程測試技術(shù)包括室內(nèi)測試、原位測試和原型監(jiān)測三大類,除此之外,還包括有各種各樣的模型試驗,種類極多,但各有特點和用途。通過和計算機技術(shù)相結(jié)合,就可大大提高工作效率。一臺計算機就可以同時監(jiān)控幾臺甚至幾十臺同結(jié)儀,并通過計算機進行自動數(shù)據(jù)采集處理、繪圖、制表,使得復(fù)雜多樣的測試技術(shù)得以高效、準(zhǔn)確的實現(xiàn)。但我國目前在這方面的參數(shù)測試技術(shù)還不太成熟,需要進一步完善。
四、總結(jié)
關(guān)鍵詞:綜合勘察技術(shù);巖土工程;巖土性質(zhì);數(shù)據(jù)信息采集
巖土工程勘察作為巖土基礎(chǔ)工程施工的主要組成部分,也是建筑基礎(chǔ)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié),對施工基礎(chǔ)設(shè)計的安全性具有重要意義。隨著我國社會經(jīng)濟水平的提升,巖土工程對地質(zhì)條件勘察也提出了嚴(yán)格的要求,在這一背景下,勘察工作人員必須結(jié)合巖土實際情況,在巖土工程勘察中充分利用綜合勘察技術(shù),達到勘察目的,全面分析巖土工程地質(zhì)分布情況,確??辈旃ぷ饔行蜻M行。
1 工程概況與綜合勘察目的
1.1 工程概況
某巖土工程占地面積是109畝,建筑面積是9萬m2,屬于單棟6層超大面積的建筑,沉降要求比較嚴(yán)格。按照設(shè)計提出的勘察要求,該巖土工程必須使用常規(guī)鉆探和測試手段,勘察擬建場地內(nèi)地層結(jié)構(gòu)和持力層的情況,樁基持力層選用碎卵石層,填埋的深度為40~50m,同時,經(jīng)過勘察發(fā)現(xiàn),碎卵石層層面分成東、西兩段,層面相對比較平整,但是,東、西兩段之間出現(xiàn)不規(guī)則層面,鉆孔發(fā)現(xiàn)碎卵石層標(biāo)高最大的大于10m,最大坡度為45°東、西兩層作為持力層的碎卵石,一旦東、西兩段碎卵石層層面的偏差較大,就會給基礎(chǔ)工程帶來影響。
1.2 綜合勘察目的
為了確保建設(shè)巖土工程項目有序進行,某建筑設(shè)計研究院安排工作人員,組成專項工作組綜合勘察碎卵石層的詳細(xì)情況。常規(guī)鉆探點的間距為20~30m,鉆探孔反映了地質(zhì)情況中勘探點位置的地層結(jié)構(gòu),勘探點中地質(zhì)變化只是單方面的人為推斷,不能取得精確的土質(zhì)變化情況。所以,必須全面分析碎卵石層的變化規(guī)律,特別是土質(zhì)層面高低起伏變化位置,專項工作組使用綜合勘察技術(shù)進行解析,通過綜合勘察后,采集碎卵石和地層有關(guān)的全部信息,判別精度達到2~3m,再通過鉆探“精準(zhǔn)點”校對采取的地質(zhì)信息,實現(xiàn)點、線、面勘察的立體效果。
2 綜合勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用方法
2.1 GPS感應(yīng)系統(tǒng)信息采集法
GPS技術(shù)作為現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要技術(shù),在工程勘察中得到廣泛應(yīng)用,逐漸替換了傳統(tǒng)的勘察工作方法,傳統(tǒng)的勘察方式都是通過靜態(tài)測量方式進行勘探,先進已經(jīng)轉(zhuǎn)換成動態(tài)式測量,其工作原理主要是通過定位導(dǎo)航形成一個坐標(biāo)系統(tǒng),確定具置的條件信息。例如在勘察巖土工程項目過程中,應(yīng)用GPS感應(yīng)系統(tǒng)信息采集法,不僅能夠詳細(xì)調(diào)查巖土環(huán)境,減輕工作人員的工作量,還可以減少資金的投入,提升勘察工作的效率。
2.2 大地電場巖性檢測技術(shù)
大地電場巖性檢測技術(shù)工作原理主要是借助太陽風(fēng)形成電磁波作為激發(fā)場源,通過使用探測儀,點頻接收從地表中不同深度反射回來的電磁波信息,然后按照接收電磁波的電阻率、幅度、速度和轉(zhuǎn)換自然電位對儲層深度不同巖性和性質(zhì)進行判斷,客觀評價、勘察巖土工程。大地電場巖性檢測技術(shù)的使用具有輕巧,方便攜帶,能夠獨立操作,無噪音廢棄物,不會損害自然植被等優(yōu)點。例如在野外勘察過程中,使用大地電場巖性檢測技術(shù),可以隨意進行勘探,不會給環(huán)境帶來不良影響,通過在預(yù)定的位置調(diào)整設(shè)備參數(shù)后,使用探測儀即可隨意探測,探測深度達到10000m,能夠詳細(xì)探測地下的巖性、含水層和礦體,并對測量點進行匯總,以此獲取勘察位置的全面信息。另外,還可以根據(jù)巖土工程實際情況調(diào)整垂直采樣的間距,不受地下給水、地形、高壓電源和地下管網(wǎng)的影響,場源相對比較穩(wěn)定。
2.3 多瞬息態(tài)面波技術(shù)
多瞬息態(tài)面波技術(shù)的工作原理是使用面波沿著介質(zhì)表面進行傳播,在不同介質(zhì)中根據(jù)不同的傳播速度,以瞬態(tài)沖擊力向地面發(fā)出面波的一種勘察技術(shù)。在脈沖荷載的基礎(chǔ)上地面會出現(xiàn)波動,然后使用傳感器對面波垂直分布情況進行收集,并做好相關(guān)記錄,同時,使用采集的信號處理、分析頻散,同時,根據(jù)巖土介質(zhì)結(jié)構(gòu)、體制條件與頻散曲線的變化規(guī)律之間的聯(lián)系,對頻散曲線的變化規(guī)律進行分析,以此精確判斷土木工程中巖土的性質(zhì)和地質(zhì)條件。在巖土工程勘察中,由于面波各個波長不一樣,穿透的深度也不同,針對這一特點,多瞬息態(tài)面波技術(shù)的應(yīng)用可按照介質(zhì)動力學(xué)特性與面波波速的關(guān)系,對勘查位置的巖性特征進行準(zhǔn)確判斷,從而提升勘查的質(zhì)量,確保勘查數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)較大的誤差。
2.4 橫波反射技術(shù)
在巖土工程勘察中應(yīng)用橫波反射技術(shù)進行勘查,可以借助地震波在地下不同介質(zhì)中的傳播速度對巖土特性進行判斷,由于地下介質(zhì)中地震波的傳播速度不同,在地表安裝檢波器后,地面能夠及時接收反射的波信號,準(zhǔn)確獲取勘察位置反射波相位、速度與振幅,從而對地下巖性和地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行判斷。橫波反射技術(shù)的使用,具有較強的抗凹能力、橫波垂直分辨率,以此獲取準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)。
2.5 高密度電阻率技術(shù)
在勘察巖土工程過程中,由于巖土介質(zhì)點不同,要求工作人員在勘察位置中必須增加電場,然后對地下傳導(dǎo)電流變化規(guī)律和分布狀況進行探測,從而對巖土性質(zhì)進行判斷。例如在巖土工程勘察地點,使用供電電極向下輸送直流電流的方式,創(chuàng)建一個電場,改變A級、B級供電,測量裝置位置、大小和排列順序,同時,改變地下電流分布狀況,然后在對地面電場的變化情況進行探測,以此精確計算地表的電阻率,并按照電阻率深度變化規(guī)律對巖土性質(zhì)進行判斷。高密度電阻率技術(shù)的應(yīng)用,具有一次性完成電極布置的優(yōu)勢,可有效降低穿點電法受電極設(shè)置干擾概率,并且能夠快速、自動收集野外探測數(shù)據(jù),精確度高;同時,可以使用多種排列方式掃描測量巖土地質(zhì),取得測點地電斷面結(jié)構(gòu)特征與地質(zhì)物流信息,達到自動化采集野外數(shù)據(jù)信息,提升采集速度與精確度的目標(biāo)。
3 結(jié)語
綜上所述,在巖土工程勘察過程中,要想精確勘探巖土的分布情況、性質(zhì)等,必須做好巖土工程勘察工作,要求勘察工作人員從實際情況出發(fā),在已有的勘察技術(shù)上,將GPS感應(yīng)系統(tǒng)信息采集法、大地電場巖性檢測技術(shù)、多瞬息態(tài)面波技術(shù)、橫波反射技術(shù)和高密度電阻率技術(shù)等勘察技術(shù)結(jié)合起來,以此全面勘探巖土性質(zhì),確保獲得的數(shù)據(jù)信息完整、精確,從而為下一步工作奠定扎實基礎(chǔ)。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:巖土工程;野外勘查;室內(nèi)試驗
中圖分類號: S29 文獻標(biāo)識碼: A
巖土工程勘察工作是巖土設(shè)計和施工的基礎(chǔ)。該工程主要是按照不同勘察階段的要求,正確反映場地的工程地質(zhì)條件及巖土體性態(tài)的影響,并結(jié)合工程設(shè)計、施工條件以及地基處理等工程的具體要求,進行技術(shù)論證和評價,提交處巖土工程問題及解決問題的決策性具體建議,并提出基礎(chǔ)、邊坡等工程的設(shè)計準(zhǔn)則和巖土工程施工的指導(dǎo)性意見,為設(shè)計、施工提供依據(jù),服務(wù)于工程建設(shè)的全過程。
1 巖土測試樣品選取標(biāo)準(zhǔn)
在進行巖土工程勘察的過程中,對巖土測試樣品進行合理選取可以有效提高對巖土層工程性狀的反應(yīng)程度,增強巖土體數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此,巖土測試樣品在選取的過程中要保持本身的原狀樣,這樣才能確保檢驗結(jié)果的可靠性、有效性。巖土測試樣品原狀樣具體要求如下。
第一,選取的巖土工程勘查巖土測試樣品要具有一定的代表性,樣品能夠完全反應(yīng)巖土層體土質(zhì)、位置、工程性狀及其他特性,具有高度的代表性;
第二,巖土測試樣品取樣的過程中原有性質(zhì)沒有發(fā)生改變,自身的結(jié)構(gòu)、含水率狀況與實際樣品選取前沒有發(fā)生任何擾動。一旦出現(xiàn)擾動現(xiàn)象要對巖土測試樣品進行重新取樣,保證測試結(jié)果完全符合天然巖土體的工程性狀,提高檢驗數(shù)據(jù)的有效性;
第三,要在天然狀態(tài)下對巖土測試樣品各項參數(shù)進行測定。要避免外界因素對巖土測試樣品出現(xiàn)的擾動現(xiàn)象,保持巖土測試樣品的天然狀態(tài)性質(zhì);
第四,要對產(chǎn)品的規(guī)格、數(shù)據(jù)進行合理選取,依照巖土工程勘查要求對各項試驗所需數(shù)據(jù)進行合理設(shè)置。要確保巖土檢驗樣本能夠完成檢驗過程中的全部需求。在進行檢驗的過程中,土常規(guī)試驗一般要求土體直徑在70mm以上,長度在200mm左右;在巖石軸抗壓強度試驗過程中,檢驗一般要求樣本數(shù)量在3~6塊,樣本標(biāo)準(zhǔn)為φ50mm×100mm試件。在對特殊性檢驗項目進行檢驗的過程中,巖土測試樣品標(biāo)準(zhǔn)一般由其試驗儀器、試驗方法、樣品本身顆粒最大直徑等確定。
例如,在進行巖土工程勘查過程中的巖土三軸或抗剪斷試驗的過程中,樣品要保證在10~15件之間,樣品標(biāo)準(zhǔn)試樣要保證在φ50mm×100mm規(guī)格;抗剪斷試驗的過程中,樣品數(shù)量要保證在8~12件之間,樣品規(guī)格要保證在50mm×50mm×50mm標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。試樣高度要控制在試樣直徑的2~215倍之間,檢驗的過程中盡量保持在不同壓力狀況下3~4個試樣同時進行,確定C與φ的值。
2 巖土工程勘查中的巖土試驗
巖土工程勘查中的巖土試驗主要包括巖塊試驗、巖體應(yīng)力測試、巖體強度試驗、巖體變形試驗、巖土原位測試。巖土工程勘查中巖土室內(nèi)試驗主要包括對巖土樣品中土質(zhì)含水率、吸水性、膨脹性、顆粒密度、土體密度、單軸抗壓強度、單周壓縮變形、三軸壓縮強度等指標(biāo)的檢驗。
作為巖土室內(nèi)試驗的最重要內(nèi)容,巖石的力學(xué)性質(zhì)單軸抗壓強度試驗不僅可以在一定程度上加強對巖土在單向受壓過程中可能產(chǎn)生的形變或損壞效果,還可以對單位面受壓過程中,巖土層能夠承受的最大壓強進行檢測,對當(dāng)前的工程施工具有非常重要的作用。該方法可以對巖體的等級強度進行合理劃分,增強巖土的抗壓強度檢驗效果。巖土室內(nèi)試驗中的單軸抗壓強度檢驗主要是依照含水狀態(tài)的不同,對天然抗壓強度和抗壓強度進行合理劃分,實現(xiàn)對巖土體的強度等級分類。其等級分類主要包括堅硬巖、軟硬巖、較軟巖、軟巖、極軟巖五大類。
3 巖土室內(nèi)試驗中的土體試驗
巖土室內(nèi)試驗中的土體試驗主要指對細(xì)粒土進行檢驗分析的試驗。當(dāng)前土體主要分為一般土和特殊土兩大類,將一般土依照其不同粒組及粒直徑可以具體劃分為巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土三類。巖土室內(nèi)試驗中的土體試驗主要是針對土體的物理性質(zhì)指標(biāo)、物理狀況指標(biāo)、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)等對細(xì)粒土進行的全方位性質(zhì)分析及檢驗。
3.1 物理性質(zhì)指標(biāo)檢驗
土體的物理性質(zhì)指標(biāo)主要指能夠反映巖土層工程性質(zhì)的一類指標(biāo),主要包括巖土體濕度、土體的飽和密度、干密度、浮密度、土體顆粒比重、土體含水率、孔隙率、飽和度、孔隙比9項指標(biāo)。通過對巖土體的物理性質(zhì)指標(biāo)檢驗可以有效提高對巖土體的性質(zhì)分析狀況,增強檢驗結(jié)果物理性質(zhì)指標(biāo)的準(zhǔn)確性,具有非常高的使用價值。在上述檢驗指標(biāo)內(nèi)容中,由于土體比重、土體密度及含水率可以由相關(guān)儀器進行直接測定,因此又被稱為實測指標(biāo),可以看做巖土體的三項基本物理指標(biāo)。其他指標(biāo)在進行測定的過程中均是由相關(guān)數(shù)據(jù)檢驗計算得到,無法進行直接測量,因此又被成為換算指標(biāo)。
3.2 物理狀態(tài)指標(biāo)試驗
物理狀態(tài)指標(biāo)試驗主要是指在進行物理狀態(tài)檢測的過程中對液限含水率、塑限含水率、液性指數(shù)、塑性指數(shù)、相對密度等數(shù)據(jù)進行檢驗的試驗。在對上述內(nèi)容進行確定的過程中,相關(guān)人員要對細(xì)粒土的含水率狀態(tài)進行合理確定,對細(xì)粒土的顆粒直徑、顆粒粘性等進行檢驗。
上述巖土室內(nèi)試驗物理狀態(tài)指標(biāo)檢驗的過程中,塑限含水率主要是對土體指膠體黏粒含量多少的反應(yīng),與此同時,該物理指標(biāo)還是對含有蒙脫石及其他高活性膠體黏粒物質(zhì)多少的反應(yīng)。在當(dāng)前的狀態(tài)指標(biāo)檢測過程中液限、塑限、縮限具有非常好實際作用效果,能夠有效反應(yīng)土體之間的狀態(tài)。
進行物理狀態(tài)指標(biāo)檢驗的過程中,相關(guān)人員可以通過圓錐儀法對土體的液限含水率進行測量,使用搓條法對土體的塑限含水率進行測量,或直接使用聯(lián)合法對上述兩項指標(biāo)進行測量。
3.3 力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)試驗
力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)試驗指標(biāo)主要包括承載比、壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、回彈模量、抗剪強度指標(biāo)、無側(cè)限抗壓強度等。實施巖土室內(nèi)試驗土體力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)檢驗的過程中,相關(guān)人員要對土體的強度進行合理控制,對土體材料結(jié)構(gòu)及土體的穩(wěn)定程度進行合理選取,其土體強度控制內(nèi)容主要包括三方面。
第一,對土體材料構(gòu)成及土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的分析。在對上述內(nèi)容進行分析的過程中,相關(guān)人員要對土壩、路堤等天然坡體結(jié)構(gòu)中的穩(wěn)定性問題進行合理研究,對上述土體內(nèi)容穩(wěn)定性盡心嚴(yán)格檢驗。第二,土體環(huán)境問題。土體環(huán)境問題及土壓力問題,主要指周圍環(huán)境產(chǎn)生的壓力對土體形變造成的影響。第三,土體建筑物的承載力問題。在對力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)進行檢驗的過程中要對壓縮性指標(biāo)試驗進行合理應(yīng)用,提高形變測試質(zhì)量及效果。
4 水、土腐蝕性試驗
水、土在一定程度上可以對建筑物、建筑材料等造成一定腐蝕作用,導(dǎo)致建筑物或建筑材料的安全性、可靠性大幅降低。因此,在進行巖土室內(nèi)試驗的過程中,相關(guān)人員要對巖土層可能出現(xiàn)的腐蝕問題及時進行分析,對水、土腐蝕性試驗進行合理應(yīng)用。腐蝕性危害分析的過程中要對試驗資料進行合理選取,對施工現(xiàn)場水、土試驗進行全面檢驗后方可確定腐蝕性指數(shù)。常見的水體腐蝕性指標(biāo)測量內(nèi)容主要包括pH值、游離物質(zhì)等,土體腐蝕性測試項目主要包括pH指、易溶鹽物質(zhì)等。腐蝕性強度主要包括強、中、弱、微四個等級。
5 總結(jié)
巖土工程勘查中巖土室內(nèi)試驗效果在很大程度上影響著工程勘查報告及工程建設(shè)項目的經(jīng)濟性和安全性,直接決定著工程建筑的發(fā)展?fàn)顩r,對我國社會建設(shè)具有至關(guān)重要的作用。進行巖土室內(nèi)試驗操作的過程中,相關(guān)人員要嚴(yán)格依照相關(guān)檢驗要求對檢驗指標(biāo)進行合理選取,確保從本質(zhì)上改善巖土室內(nèi)試驗質(zhì)量,保證試驗檢驗結(jié)果的真實性。要對檢驗中存在的問題及時進行處理,防止微小因素對試驗結(jié)果準(zhǔn)確性的影響,提高檢驗效果。
參考文獻:
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1GIS安裝環(huán)境分析
巖土工程勘察的環(huán)境較為復(fù)雜,促使勘察工作受到很大的影響,干預(yù)了勘察結(jié)果的真實性。根據(jù)GIS技術(shù)的需求,分析安裝環(huán)境的影響,確保GIS技術(shù)的安裝能夠規(guī)避潛在的環(huán)境影響。首先GIS設(shè)備安裝應(yīng)該選在環(huán)境相對比較穩(wěn)定的位置,做好防潮、防塵工作;然后配置應(yīng)用電源,電源需要由專業(yè)的人員處理,實現(xiàn)專業(yè)化的帶點操作,降低用電的風(fēng)險性;最后是維持GIS安裝環(huán)境的清潔性,同時要求作業(yè)人員樹立安全的工作態(tài)度,在行為上達到安全的目標(biāo)。
2GIS安裝的檢查
GIS安裝檢查是指檢測GIS技術(shù)的設(shè)備,預(yù)先確保GIS設(shè)備的安全性。分析GIS安裝檢測的方法,分析如:(1)檢查GIS設(shè)備的連接線路、設(shè)備等,確保其具備安全的性能,防止出現(xiàn)銹蝕、腐蝕的情況,以免影響GIS技術(shù)的準(zhǔn)確度,還要檢查GIS所用設(shè)備的完整性,不能出現(xiàn)損壞或缺陷的應(yīng)用;(2)檢查GIS技術(shù)參數(shù)和性能,按照巖土工程勘察的基本需求,保障GIS技術(shù)的合格性,促使其符合巖土工程勘察技術(shù)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
3GIS技術(shù)工藝分析
安裝工藝是巖土工程勘察GIS技術(shù)的重點,關(guān)系到GIS技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量。例舉GIS技術(shù)在巖土工程勘察中的工藝要點,分析如:(1)規(guī)劃GIS技術(shù),依照技術(shù)要求調(diào)節(jié)GIS技術(shù),確保其符合巖土工程勘察的需求;(2)設(shè)計裝配,GIS技術(shù)工藝中不能出現(xiàn)誤裝的問題,維護安裝區(qū)域的合理性;(3)GIS組件的現(xiàn)場安裝,為了防止組件解體,安排專業(yè)的人員指導(dǎo),完成組裝;(4)規(guī)范GIS技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)場,維持GIS應(yīng)用的秩序性,不能出現(xiàn)擺放混亂的問題。
二、巖土工程勘察中GIS技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)建
GIS技術(shù)在巖土工程勘察中,最主要的是系統(tǒng)構(gòu)建,在巖土工程勘察的現(xiàn)場,形成系統(tǒng)性的技術(shù)布設(shè)。GIS技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建為巖土工程勘察提供了信息化的系統(tǒng),落實信息系統(tǒng)的實踐應(yīng)用。根據(jù)GIS技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用,分析系統(tǒng)的構(gòu)建方式。
1數(shù)據(jù)錄入
數(shù)據(jù)錄入是GIS技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用的首要內(nèi)容,用戶通過數(shù)據(jù)錄入環(huán)節(jié),明確巖土工程勘察的具體情況,規(guī)劃出GIS安裝的位置,大致設(shè)計出GIS系統(tǒng)在巖土工程現(xiàn)場中的范圍,合理利用輸入的數(shù)據(jù)資料,充分利用巖土工程的地質(zhì)信息,匯總勘察的數(shù)據(jù)結(jié)果,確保巖土工程勘察的效率。數(shù)據(jù)錄入是以電子表格的形勢輸入到GIS系統(tǒng)內(nèi)的,GIS系統(tǒng)主動修改電子數(shù)據(jù),降低GIS技術(shù)在巖土工程勘察中的難度。
2軟件應(yīng)用
GIS技術(shù)的軟件在巖土工程中發(fā)揮重要的作用,輔助GIS系統(tǒng)獲取巖土工程的勘察信息。比較常見的軟件有:Arcview、MapX等,其可應(yīng)用到巖土勘察的地圖內(nèi),獲得巖土地質(zhì)的相關(guān)信息,提高GIS技術(shù)的勘察水平。GIS系統(tǒng)構(gòu)建中的軟件,處于不斷發(fā)展的狀態(tài),按照巖土工程勘察的需求,逐漸引進先進的GIS軟件,發(fā)揮其在GIS勘察中的應(yīng)用優(yōu)勢。
3二次開發(fā)
二次開發(fā)是指根據(jù)巖土勘察的實際情況,選擇相關(guān)的軟件,利用插件的方式實行二次應(yīng)用,挑選軟件中的相關(guān)命令,加入到GIS系統(tǒng)的工具欄內(nèi),即使是在巖土工程勘察的本地服務(wù)中,也能應(yīng)用開發(fā)命令,通過小程序?qū)崿F(xiàn)指令操作。二次開發(fā)在GIS系統(tǒng)構(gòu)建內(nèi),具有靈活的特性,其可按照巖土勘察的需求,規(guī)劃程序開發(fā),為巖土勘察提供可用的指令。
三、GIS技術(shù)在巖土工程勘察中的發(fā)展趨勢
GIS技術(shù)在巖土勘察中具有明顯的優(yōu)勢,推進了勘察工作的進行。結(jié)合GIS技術(shù)在巖土工程勘察中的實際應(yīng)用,分析其在未來的發(fā)展趨勢。首先是自動化發(fā)展,GIS技術(shù)在巖土工程勘察中越來越成熟,確保理論和實踐的完整發(fā)展,而GIS技術(shù)的自動化發(fā)展,落實了先進理論的應(yīng)用,強調(diào)了GIS技術(shù)的基礎(chǔ)性,實現(xiàn)了自動化的狀態(tài),保障自動化GIS技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用水平,體現(xiàn)GIS技術(shù)自動化的發(fā)展優(yōu)勢。然后是整體性發(fā)展,GIS技術(shù)根據(jù)巖土工程勘察的實際情況,構(gòu)建整體性的模型,利用模型實現(xiàn)系統(tǒng)的操作,維持GIS勘察的可靠性,在整體模型的干預(yù)下,GIS在巖土工程勘察中可以實現(xiàn)信息共享和優(yōu)質(zhì)的資源規(guī)劃,拓寬GIS技術(shù)在巖土勘察中的功能,最主要的是維持GIS技術(shù)的整體效益,避免其不符合巖土工程勘察的需求,發(fā)揮整體模型的優(yōu)勢。最后是GIS技術(shù)存儲空間的發(fā)展,巖土工程勘察中的數(shù)據(jù)信息比較多,應(yīng)該增強空間存儲的功能,保障數(shù)據(jù)存儲的穩(wěn)定性,進而滿足工程勘察數(shù)據(jù)存儲的需求,由于巖土工程勘察在數(shù)據(jù)存儲及運行中提出了諸多要求,所以需要推進GIS存儲空間的發(fā)展,為GIS勘察應(yīng)用提供基礎(chǔ)的保障,維護數(shù)據(jù)存儲的積極性,完善GIS系統(tǒng)的應(yīng)用。
四、結(jié)語
關(guān)鍵詞: 巖土工程勘察技術(shù)數(shù)字化技術(shù)
中圖分類號:K826文獻標(biāo)識碼: A
從上世紀(jì)80年代以來,各行業(yè)資料數(shù)據(jù)逐漸增多,并且產(chǎn)生了資料數(shù)據(jù)爆炸性的增長,所以對資料及數(shù)據(jù)進行妥善的處理便顯得尤為重要。如何利用這些數(shù)據(jù)來完善自身工作水平,已經(jīng)成為巖土工程勘察工作中的重點。巖土工程勘察數(shù)據(jù)自身具備多元性及空間性的特點,并且目前已有的常規(guī)數(shù)據(jù)庫已經(jīng)不能滿足處理數(shù)據(jù)的需要[1]。巖土工程勘察工作自身具備一定的空間特性及結(jié)構(gòu)屬性,所以該工作在計算機可視化工作中顯得十分復(fù)雜。怎樣在利用數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上使用計算機技術(shù)來完成勘察數(shù)據(jù)時空分析以及空間建模,便成了目前迫切需要解決的問題,本文綜合國內(nèi)多個巖土工程勘察現(xiàn)場的實際工作情況,對巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)提出一些見解。
一、數(shù)字化勘查技術(shù)
數(shù)字化巖土工程勘察工作屬于當(dāng)代測繪技術(shù)的一種,并且需要結(jié)合計算機技術(shù)、CAD技術(shù)以及各種計算機軟件,將整體工程中的信息進行有機結(jié)合,從而建立起整套計算機輔助的信息流程,讓勘察設(shè)計方面的技術(shù)手段從之前的手工化逐漸走向信息化[2],向CAD轉(zhuǎn)變,進一步完成圖文自動化以及硬件網(wǎng)絡(luò)化。并且建立多專業(yè)多工種并且高效益的勘察隊伍。數(shù)字化勘察技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于圖紙、圖像以及各種文字表述上,為專業(yè)設(shè)計工作提供參考數(shù)據(jù)。下圖為常規(guī)情況下巖土工程勘察工作流程。
二、巖土工程勘察數(shù)字化工作存在的問題
1.勘察資料地質(zhì)化
我國多數(shù)巖土勘察部門會將整體工程使用條塊分割的方式進行施工作業(yè),致使勘察及設(shè)計工作長期處于分散作業(yè)的狀態(tài),而巖土工程的新技術(shù)及新規(guī)范更新速度較慢,勘察工作本質(zhì)上是一門細(xì)致的工作,所以很難和巖土工程自身特殊性相結(jié)合[3],導(dǎo)致二者產(chǎn)生脫鉤的狀況,勘察人員給出的巖土工程信息在設(shè)計人員工作時不實用,很難理解,但是勘察工作因為自身特性問題,不可能參與到整體設(shè)計當(dāng)中。由于設(shè)計人員很少接觸到實際的勘察工作接觸的場景,而且自身的知識水平有限,所以想要將勘察的成果轉(zhuǎn)化為設(shè)計工作中所需要的數(shù)據(jù),基本上是不可能的,這一情況也導(dǎo)致許多資料浪費掉,沒有發(fā)揮出自身的實際價值[4]。
2.地圖與設(shè)計之間溝通不暢并且數(shù)字化程度低
地形圖屬于設(shè)計系統(tǒng)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),目前技術(shù)化地圖當(dāng)中一些環(huán)節(jié)設(shè)計水明較低,導(dǎo)致和CAD設(shè)計軟件之間的借口不匹配,難以順利完成對接任務(wù),設(shè)計系統(tǒng)就必須要重新將勘察工作所得資料數(shù)字化,影響CAD的推廣及使用[5]??辈觳块T在完成勘察工作后,一般會將勘察信息用圖紙或是文字的形式進行表達,并且表達內(nèi)容上主要以形式為主,定性描述比較多。這一特點導(dǎo)致設(shè)計人員在勘察信息理解方面存在一定難度,并且勘查處理工作難以進行。
三、問題解決方式
1.常規(guī)的一體化分為橫向與縱向,一些情況下也有松散的一體化,巖土工程勘察工作,需要使用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等,將信息進行整合,構(gòu)建成一個較為完整并且功能強大的使用計算機對信息進行分解的模式,將數(shù)據(jù)采集以及勘察信息管理、地質(zhì)數(shù)據(jù)等方面綜合到一起,徹底實現(xiàn)一體化。巖土工程的一體化系統(tǒng)中囊括了許多方面的技術(shù),并且這部分技術(shù)相互產(chǎn)生聯(lián)系,共同為巖土工程數(shù)字化服務(wù)。
2.GIS技術(shù)是當(dāng)前被廣泛運用的一種技術(shù)。GIS技術(shù)與巖土工程勘察設(shè)計之間存在一定的差異,但是二者的相似之處更多。二者都屬于涵蓋空間及坐標(biāo)的信息,而GIS技術(shù)更注重信息采集分析工作,而巖土工程勘察設(shè)計工作則更加注重空間上的分析及決策,假定在巖土工程勘察中使用地理信息技術(shù)對勘察工作得到的信息進行評價及管理,那么GIS必然會為巖土工程勘察工作提供實現(xiàn)條件。GIS技術(shù)具有一定的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理能力,并且形式內(nèi)容多樣,具有較強的可操作性。因為巖土勘察設(shè)計工作中的數(shù)據(jù)在內(nèi)容以及數(shù)據(jù)上存在一定的復(fù)雜性,所以通過GIS完全可以對巖土工程勘察設(shè)計的數(shù)字化提供可能。
3.想要解決巖土勘察工作中存在的問題,就必須要建立起一體化的體系,通過一體化體系讓勘察、設(shè)計等環(huán)節(jié)使用計算機進行作業(yè)[6]??辈旃ぷ骺梢詾樵O(shè)計階段提供接口數(shù)據(jù),想要完成一體化進程,首先要保證巖土工程勘察工作的數(shù)字化技術(shù)。巖土工程勘察的工作對象規(guī)模、結(jié)構(gòu)以及形態(tài)等方面差別較大,但是不論地形如何復(fù)雜,都可以將其簡單的視為抽象的點線面體。所有的地質(zhì)在空間方面都會占據(jù)一定的位置及范圍,并且具備自身的形態(tài)及特質(zhì),而且和其他地質(zhì)之間具有一定空間上的聯(lián)系,所以可以簡單的將地質(zhì)對象特征總結(jié)為空間、屬性、空間關(guān)系這三方面的特征。
三、數(shù)據(jù)庫
想要建立巖土勘察工程數(shù)據(jù)庫,首先要明確數(shù)據(jù)庫的概念。巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫屬于巖土工程勘察數(shù)字化中比較重要的一項工作,并且數(shù)據(jù)庫會設(shè)計到許多密集的數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)應(yīng)用問題,所以想要建立一個可以反映整體信息的概念性數(shù)據(jù)特性,就必須要將其從實體功能中脫離,只需要通過現(xiàn)實世界當(dāng)中使用的數(shù)據(jù)對模型進行側(cè)面構(gòu)建,就可以明確二者的屬性與二者之間的關(guān)系,再次基礎(chǔ)上建立一整套相對來說比較完整的數(shù)據(jù)庫及體表結(jié)構(gòu)。巖土工程的地質(zhì)模型屬于人對客觀事物的精煉以及圖示化的一個過程,在建設(shè)模型的時候必須掌握相關(guān)觀點、理論及依據(jù)。筆者個人比較推崇巖土工程力學(xué),巖土工程力學(xué)核心是巖體,結(jié)構(gòu)面在其中起到主要作用,而軟弱巖層則起到突破口的作用,結(jié)構(gòu)面的類型比較多,而且性狀復(fù)雜,不僅存在軟硬度問題,而且還存在大小區(qū)別,并且在實際中的分布具有一定隨機性。在數(shù)據(jù)庫建立工作中,巖土工程一體化的系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要可以分為三類。第一類就是將用戶的原始數(shù)據(jù)輸入到其中。第二類就是通過已有數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)之間的間隔數(shù)據(jù)通過自動生成的方式來實現(xiàn),最后再得出數(shù)據(jù)即可。一般情況下,原始數(shù)據(jù)需要綜合信息屬性以及數(shù)據(jù)屬性的數(shù)值再進行構(gòu)建,而中間數(shù)據(jù)主要囊括原始的數(shù)據(jù)以及自動生成地面層面的等值線模型、三維的表面模型以及剖面模型等等。相關(guān)技術(shù)人員便可以通過這些模型為用戶提供想要得到的圖件。通過這種方式也可以提升信息查詢工作的便捷性,簡化工作難度。
結(jié)束語:巖土工程勘察數(shù)字化工作含蓋了許多方面的知識點,筆者通過總結(jié)自身在巖土工程勘察工作中的實際經(jīng)驗,結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)該方面先進工作方式,對巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)工作中存在的問題進行了簡要分析,并且針對其中部分問題提出了相應(yīng)的解決方式,最后通過模型的方式對巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)進行了總結(jié)性分析。
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