地质工程勘察仪器设备的计量控制探讨

2013年9月建材与装饰地质·勘察·测绘地质工程勘察仪器设备的计量控制探讨李胜郭东（济南钢城矿业有限公司山东济南250101）摘要：我国在深部钻探领域的探索方兴未艾，与之相适应的深部钻探设备的技术水平日益提高，从趋势上看，我国地质勘查钻探将有更多项目孔深设计进入到特深孔的范围。为从技术及装备上保障深部找矿工作的顺利进行，进一步推进我国深部找矿工作的深入开展。本文以地质工程勘察触探仪器设备为例，重点对其计量控制进行了探讨。关键词：地质工程；触探仪器；计量控制中图分类号：TU415文献标识码：B文章编号：1673-0038（2013）27-0191-031地质工程勘察触探仪器设备试验落下，将一定规格的触探头打入土中15cm，然后开始记录锤击数目，接着将标准贯入器再打入土中30cm，用此30cm的锤击数1.1静力触探仪器设备试验（N）作为标准贯入试验指标。锤击数（N）的结果不仅可用于判断静力触探试验适用于粉土和砂土，粘性土，主要用于估算地砂土的密实度，粘性土的稠度，地基土的容许承载力，砂土的振基土的物理力学指标参数，划分土层，评定地基土的承载力，判动液化，同时也是矿区地基处理效果的一种重要方法。定砂土地基的液化等级，估算地基承载力等。静力触探仪器设备试验其指将某种规格的金属触探头通过一定的机械装置用静力2地质工程勘察压、静力触探试验入土层中，同时对触探头用直接量测仪表或者2.1触探仪器设备原理传感器测试土层的贯入阻力，以此来判断、分析确定地基土的物将圆锥形探头按一定速率匀速压入土中，量测其贯入阻力理力学性质（多为设计单位采用）。（锥头阻力、侧壁摩阻力）的过程，是工程地质勘察中的一项原位1.2动力触探仪器设备试验测试方法。指将一定规格的圆锥探头利用锤击功能打入土中，对土层进2.2触探仪器设备行力学分层，根据打入土中的阻抗大小判别土层的变化，对地基触探主机：应能匀速的将探头垂直压入土中，其额定贯入力土作出工程地质评价，同时确定土层的物理力学性质。动力触探和贯入速度应满足GB/T15406-94标准7.4的规定，其装置如图试验适用于各种软质岩及各类土，以及全风化、强风化的硬质岩1所示。反力装置：可用地锚、压重、车辆自重提供所需的反力。探石。头：探头的结构按功能分为单桥梁头、双桥探头和孔压探头。探动力触探仪分为：轻型触探仪、重型触探仪及超重型触探仪杆：探杆应符合GB/T15406-94标准的8.2和8.3的规定。量测仪三类。目前承建单位一般选用轻型和重型。器：可采用下列仪器：轻型触探仪适用于：砂土、粉土及粘性土地基检测，（一般要静态电阻应变仪：准确度为依2%，分度值为5滋着。静力触探数求土中不含碎、卵石），轻型触探仪设备轻便，操作简单，省人省字测力仪：准确度自动挡0.3%，手动档为0.5%。电子电位差计：力，记录每打入30cm的锤击次数，代用公式为：0.5级。深度记录装置：准确度为依1%。R=（0.8伊N-2）伊9.8（1）式中：R———地基容许承载力kPa；N———轻型触探锤击数。重型触探仪适用于：各类土，是目前承建单位应用最广泛的一种地基承载力测试方法，该法是采用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm的落距，将触探头打入土中，记录打入10cm的锤击数，代用公式为：y=35.96x+23.8（2）式中：y———地基容许承载力kPa；1-触探主机；2-号线；3-探杆；4-深度转换装置；5-测量记录仪；6-反力装置；7-探头。x———重型触探锤击数。图1触探主机1.3标准贯入试验2.3触探仪器计量控制标准贯入仪试验是地质工程勘察仪器中常用的动力触探类平整试验场地，设置反力装置。将触探主机对准孔位，调平机型之一，标准贯入试验是国内广泛应用的一种现场原位测试手座（用分度值为1mm的水准尺校准），并紧固在反力装置上。段，它不仅可用于粘性土的测试，也可用于砂土的测试。其利用将已穿入探杆内的传感器引线按要求接到量测仪器上，打开质量为63.5kg的标准贯入试验：以76cm的恒定高度穿心锤自由·191· 地质·勘察·测绘建材与装饰2013年9月电源开关，预热并调试到正常工作状态。qc=kq着q贯入前应试压探头，检查顶柱、锥头、摩擦筒等部件工作是否fs=kf着f正常。当测孔隙压力时，应使孔压传感器透水面饱和。正常后将u=ku着u连接探头的探杆插入导向器内，调整垂直并紧固导向装置，必须fF=s保证探头垂直贯入土中。启动动力设备并调整到正常工作状态。qc采用数字测力仪或电阻应变仪时，应设置深度标尺；采用自式中：kp、kq、kf、ku———分别为ps、qc、fs、u对应的率定系数，kPa/动记录仪时，首先需要检查卷纸机构运转是否正常，然后安装深滋着，kPa/mV；度转换装置。着p、着q、着f、着u———分别为单桥探头、双桥探头、摩擦筒及按1.2依0.3m/min均速，将探头贯入土中0.5耀1.0m左右，然后孔压探头传感器的应变量或输出电压，滋着，mV。稍许提升（冬季应超过冻结线），确保探头传感器处于不受力状（1）按下式估算静探水平向固结系数cph：态。待仪器零位基本稳定，也就是说探头温度与地温平衡后，将2RC=Tpht50仪器调零或记录初读数，即可进行正常贯入。一般每贯入1耀2m，50在深度6m内，应提升探头检查温漂，同时调零；每贯入5耀10m，式中：T50———与圆锥几何形状、透水板位置有关的相应于孔在深度6m以下，应提升探头检查回零情况，同时检查出现异常隙压力消散度50%的时间因素（对锥角60毅、堆面积为10cm2、透时的原因并处理。水板位于锥底处的孔压探头，相应的T50=5.6）；贯入过程中，当采用自动记录时，应根据贯入阻力大小合理R———探头圆锥底半径，cm；选用供桥电压，并随时核对，校正深度记录误差，作好记录；使用t50———实测孔隙消散度达50%的经历时间，s。电阻应变仪或数字测力计时，一般每隔0.1耀0.2m记录读数1次。（2）以深度（H）为纵坐标，以锥头阻力q（c或比贯入阻力ps）、当测定孔隙水压力消散时，应在预定的深度或土层停止贯入，并侧壁摩阻力fs、摩阻比F及孔隙压力u为横坐标，绘制qc耀H（ps耀按适当的时间间隔或自动测读孔隙水压力消散值，直至基本稳H）、fs耀H、F耀H及u耀H关系曲线，如图2所示。定。当贯入到预定深度或出现下列情况之一时，应停止贯入：触探主机达到额定贯入力，探头阻力达到最大容许压力；反力装置失效；发现探杆弯曲已达到不能容许的程度。试验结束后应及时起拨探杆，并记录仪器的回零情况。探头拨出后应立即清洗上油，妥善保管，防止探头被曝晒或受冻。2.4注意事项试验点与已有钻孔、触探孔、十字板试验孔等的距离，建议不小于20倍已有的孔径。试验前应根据试验场地的地质情况，合理选用探头，使其在贯入过程中，仪器的灵敏度较高而又不致损坏。试验点必须避开地下设施（管道、电缆等）以免发生意外。由于人为或设备的故障，而使贯入中断10min以上，应及时排除。故障处理后，重新贯入前应提升探头，测记零读数。对超深触探孔分两次或多次贯入时；或在钻孔底部进行触探时，在深度衔接点以下的扰动段，其测试数据应舍弃。应注意安全操作和安全用电。当使用液压式、电动丝杆式触探主机时，活塞杆、丝杆的图2静力触探曲线图行程不得超过上、下限位，以免损坏设备。采用拧锚机时，应待准（3）绘制孔隙水压力消散曲线：备就绪后才可启动。拧锚过程中如障碍，应立即停机处理。淤数据取舍：由于土的变异、孔压传感器含气以及操作等原3计算与制图因，使实测的初始孔隙水压力滞后很多或波动太大，这些数据应舍弃。3.1原始数据的处理于将消散数据归一化为超孔隙压力，消散度U定义为：零点读数：当有零点漂移时，一般按回零段内以线性内插法u-u进行校正，校正值等于读数值减零读数内插值。记录深度与实际U=t0u-ui0深度有误差时，应按线性内插法进行调整。式中：U———t时孔隙水压力消散度，%；3.2计算和制图ut———t时孔隙水压力实测值，kPa；按下列公式分别计算比贯入阻力ps、锥头阻力qc、侧壁摩阻u0———静水压力，kPa；力fs、摩阻比F及孔隙水压力u：ui———开始（或贯入）时的孔隙水压力（t=0）kPa。ps=kp着p盂绘制U对lgt的曲线，如图3所示。·192· 2013年9月建材与装饰地质·勘察·测绘浅析岩土工程地质勘察及其技术的应用刘天明（竹山县规划建筑设计院湖北十堰竹山442200）摘要：在岩土工程施工的过程当中，地质勘察是其中重要的环节，也是关键部分，运用钻探、测绘、采样、地质遥感各项技术手段，对岩土工程中岩石、底层结构以及地貌等各方面情况进行详细的调查，为工程的顺利施工提供准确且全面的资料，从而提升工程的施工水平与施工效率。本文对岩土工程的地质勘察工作进行基本的阐述和分析，并探讨地质勘察相关技术的应用，寻找勘察技术提高的实际方法。关键词：岩土工程；地质；勘察技术中图分类号：TU195文献标识码：B文章编号：1673-0038（2013）27-0193-02岩土工程的勘察属于一项具有综合性特征的地质调查的工（2）通常在岩土工程中，地质勘察的目的是要全面了解工程作。其目的在于通过各种类型的勘察方法与测试手段，调查研究基础地质各方面情况，包括地质勘察结果、设计要求以及岩土各建筑场地，对地质条件以及工程对地质环境影响进行分析和判项工程的参数等，另外，工程勘察报告在质量上的优劣对于工程断，确保地基与上部结构工作情况下，地基在稳定性、强度以及的安全性及工程造价都存在直接的影响，因此，地质勘察工作至避免过大的沉降变形各项措施，并分析提出关于地基方面的承关重要。载能力，且提供工程施工过程中所必要的岩土工程相关资料。（3）岩土工程勘察的主要内容包括以下几个方面：现场钻探、1当前岩土工程地质勘察工作概述室内试验、原状土取样、现场原位测试等。因此，在勘察工作当（1）当前在地质勘察相关工作中，岩土工程勘察在技术上已中，必须对每个环节都进行严格的控制，按照相关国家标准的规经有了非常显著的进步和发展，得到了一定程度的提升，并且，定严格执行。另外，要结合具体施工情况和相关经验，使得勘察其所运用的主要设备、仪器以及勘察的方法和相应技术也都有依据在可靠性与准确性上有所确保。合理的勘察报告应符合国了新的发展和提高。但是，在实际岩土工程中，对于勘察技术的家规范的要求，真实客观地反映出工程现场的地貌地形、地质构要求已经不再停留在传统应用的方法和手段上，在这过程中必造、岩土性质、地下水、地层等各方面信息，同时对岩土工程做出须要应对技术上更多更复杂的考验，因此，必须要采取更为科学合理科学的分析与评价，从而，为岩土工程提供可靠的建设参也更为有效的方法来解决。数。选用实测值和代表值中较大的一个计算地基土承载力。现场施工应注意，当基槽开挖到位并经有关单位验收合格以后，应立即浇筑混凝土垫层，避免基槽积水，尤其是雨季施工，应充分做好排水措施，确保地基承载力的发挥。参考文献[1]中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范.静力触探试验（GB50021-2001）.北京：中国工业建筑出版社，2002.图3U~lgt曲线[2]土工仪器的基本参数及通用技术条件.第二篇：原位测试仪器（GB装T按《建筑地基基础设计规范》，确定地基土承载力标准值时实15406-94）.测锤击数应按下式计算：[3]中国工程建设标准化委员会标准.静力触探技术标准（CECS04：88）.N（N10）=N10原1.645滓式中：滓———统计量标准差。收稿日期：2013-9-3考虑到粉质粘土面层已受雨水浸泡，建议施工单位将该层挖作者简介：李胜（1984-），男，助理工程师，2008年毕业于中南大掉，故统计结果不包括0~30cm数据。该矿区地基贯入值平均值学，地质工程专业，主要从事地质、水文及帷幕注浆工作。为48.9；N（N10）锤击数代表值为23.5。郭东（1983-），男，助理工程师，2007年毕业于青岛理工大4结束语学，自动化学院电气工程及其自动化专业，主要从事电气自动轻型动力触探实验采用规范法确定地基土承载力时，N10宜化、电气设备维护及改造工作。·193·