巖土工程測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

1、實(shí)驗(yàn)三基坑與邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解基坑與邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測實(shí)驗(yàn)方法2. 了解滑動式測斜儀地工作原理3. 掌握滑動式測斜儀地使用方法4. 掌握數(shù)據(jù)處理方法、實(shí)驗(yàn)原理深層水平位移就是測量圍護(hù)樁墻和土體在不同深度上地點(diǎn)地水平位移，通常采用測斜儀測量，將圍護(hù)樁墻在不同深度上地點(diǎn)地水平位移按一定比例繪制出水平位移隨深度變化地曲 線,即圍護(hù)樁墻深層撓曲線.測斜儀由測斜管、測斜探頭、數(shù)字式測讀儀三部分組成，測斜管在基坑開挖前埋設(shè)于圍護(hù)樁墻和土體內(nèi)，測斜管內(nèi)有四條十字型對稱分布地凹型導(dǎo)槽，作為測斜儀滑輪上下滑行軌道，測量時(shí)，使測斜探頭地導(dǎo)向滾輪卡在測斜管內(nèi)壁地導(dǎo)槽中，沿槽滾動將測斜探頭放人測斜管，

2、并由引出地導(dǎo)線將測斜管地傾斜角或其正弦值顯示在測讀儀上.測斜儀地原理是通過擺錘受重力作用來測量測斜探頭軸線與鉛垂線之間傾角0，進(jìn)而計(jì)算垂直位置各點(diǎn)地水平位移地.圖4.1為測斜儀量測地原理圖，當(dāng)土體產(chǎn)生位移時(shí)，埋人土體中地測斜管隨土體同步位移，測斜管地位移量即為土體地位移量.放人測斜管內(nèi)地活動深頭測出地量是各個(gè)不同量測段上測斜管地傾角0，而該分段兩端點(diǎn)（探頭下滑動輪作用點(diǎn)與上滑動輪作用點(diǎn) > 地水平偏差可由測得地傾角0用下式表示：L |<1）式中第i量測段地水平偏差值（mm>U第i量測段地長度，通常取為0.5m、1.0m等整數(shù)（mm>U 第i量測段地傾角值（°&

3、gt;.當(dāng)測斜管埋設(shè)得足夠深時(shí)，管底可以認(rèn)為是位移不動點(diǎn)，從管底上數(shù)第 n量測段處測斜管地水平偏差總量為:（2>顯然，管口地水平偏差值就是各量測段水平偏差地總和.在測斜管兩端都有水平位移地情況下，就需要實(shí)測管口地水平偏差值勺，并從管口下數(shù)第n量測段處地水平偏差值 卜|，即:，水平偏差值才是對應(yīng)地忖 | = |<3）應(yīng)該引起注意地是：只有當(dāng)埋設(shè)好地測斜管地軸線是鉛垂線時(shí)水平位移值，但要將測斜管地軸線埋設(shè)成鉛垂線是幾乎不可能地，測斜管埋設(shè)好后，終有一定地傾斜或撓曲，因此，各量測段地水平位移應(yīng)該是各次測得地水平偏差與測斜管地初始水 平偏差之差，即:<4)式中 兇一一從管口下數(shù)第 n

4、量測段處地水平偏差初始值；勺一一從管口下數(shù)第 n量測段處地傾角初始值；勺'實(shí)測地管口水平位移，當(dāng)從管口起算時(shí)，管口沒有水平偏差初始值箜力擺議彈餐覆輪內(nèi)測貼應(yīng)變片ST斜怛圖42伺服加速度式測斜儀圖4.1測斜儀量測原理圖測斜管可以用于測單向位移，也可以測雙向位移，測雙向位移時(shí)，由兩個(gè)方向地測量值求出其矢量和，得位移地最大值和方向?qū)嶋H測量時(shí)，將測斜儀探頭沿管內(nèi)導(dǎo)槽插入測斜管內(nèi)，緩慢下滑，按取定地間距L逐段測定各量測段處地測斜管與鉛直線地傾角，就能得到整個(gè)樁墻軸線地水平撓曲或土體不同深度地水平位移.三、測斜儀類型測斜儀按探頭地傳感元件不同，可分為滑動電阻式、電阻片式、鋼弦式及伺服加速度式 四種

5、 圖4.2為伺服加速度式測斜儀）.滑動電阻式探頭以懸吊擺為傳感元件，在擺地活動端裝一電刷，在探頭殼體上裝電位計(jì)，當(dāng)擺相對殼體傾斜時(shí)， 電刷在電位計(jì)表面滑動，由電位計(jì)將擺相對殼體地傾擺角 位移變成電信號輸出，用電橋測定電阻比地變化，根據(jù)標(biāo)定結(jié)果就可進(jìn)行傾斜測量.該探頭地優(yōu)點(diǎn)是堅(jiān)固可靠，缺點(diǎn)是測量精度不高.電阻片式探頭是用彈性好地青銅彈簧片下掛擺錘； 彈簧片兩側(cè)各貼兩片電阻應(yīng)變片，構(gòu)成差動可變阻式傳感器.彈簧片可設(shè)計(jì)成等應(yīng)變梁，使之在彈性極限內(nèi)探頭地傾角與電陽應(yīng)變讀數(shù)呈線性關(guān)系 鋼弦式是通過在四個(gè)方向上十字型布置地四個(gè)鋼弦式應(yīng)變計(jì)測定重力擺運(yùn)動地彈性變 形，進(jìn)而求得探頭地傾角.可同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)水平方

6、向地測斜.伺服加速度計(jì)式測斜探頭是根據(jù)檢測質(zhì)量塊因輸入加速度而產(chǎn)生慣性力，并與地磁感應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生地反力相平衡，感應(yīng)線圈地電流與此反力成正比 ，根據(jù)電壓大小可測定傾角該類測 斜探頭靈敏度和精度較高活動式測斜儀主要有以下四部分組成：裝有重力式測斜傳感元件地探頭、測讀儀、電 纜和測斜管(1測斜儀探頭它是傾角傳感元件，其外觀為細(xì)長金屬魚雷狀探頭，上、下近兩端配有兩對輪子，上端有與測讀儀連接地絕緣量測電纜(2測讀儀測讀儀是測斜儀探頭地二次儀表，是與測斜儀探頭配套使用地 (3電纜電纜地作用有四個(gè)：向探頭供給電源；給測讀儀傳遞量測信息；作為量測探頭所在地量測點(diǎn)距孔口地深度尺；提升和下降探頭地繩索電纜需要很高地

7、防水性能，因?yàn)樽鳛樯疃瘸?，在提升和下降過程中有較大地伸縮，為此，電纜中有一根加強(qiáng)鋼芯線(4測斜管 測斜管一般有塑料(PVC和鋁合金材料制成，管長分為2m和4m兩種規(guī)格， 管段之間由外包接頭管連接 ，管內(nèi)對稱分布有四條十字型凹型導(dǎo)槽，管徑有60mm 70mm90mm等多種不同規(guī)格鋁合金具有相當(dāng)?shù)仨g性和柔度 ，較PVC管更適合于現(xiàn)場監(jiān)測，但成本遠(yuǎn) 大于后者四、埋設(shè)測斜管有綁扎埋設(shè)和鉆孔埋設(shè)兩種方式：1 )綁扎埋設(shè)主要用于樁墻體深層撓曲測試，埋設(shè)時(shí)將測斜管在現(xiàn)場組裝后綁扎固定在樁墻鋼筋籠上，隨鋼筋籠一起下到孔槽內(nèi)，并將其澆筑在混凝土中(2鉆孔埋設(shè) 首先在土層中預(yù)鉆孔，孔徑略大于所選用測斜管地外徑，然

8、后將測斜管封好底蓋逐節(jié)組裝逐節(jié)放人鉆孔內(nèi)，并同時(shí)在測斜管內(nèi)注滿清水，直到放到預(yù)定地標(biāo)高為主隨后在測斜管與鉆孔之間空隙內(nèi)回填細(xì)砂，或水泥和粘土拌合地材料固定測斜管，配合比取決于土層地物理力學(xué)性質(zhì)埋設(shè)過程中應(yīng)注意，避免管子地縱向旋轉(zhuǎn)，在管節(jié)連 接時(shí)必須將上、下管節(jié)地滑槽嚴(yán)格對準(zhǔn)，以免導(dǎo)槽不暢通埋設(shè)就位時(shí)必須注意測斜管地一對凹槽與欲測量地位移 方向一致(通常為與基坑邊緣相垂直地方向測斜管固定完畢或混凝土澆筑完畢后，用清水將測斜管內(nèi)沖洗干凈因?yàn)闇y斜儀地探頭是貴重儀器，在未確認(rèn)導(dǎo)槽暢通可用時(shí) 先用探頭模型放人測斜管內(nèi)，沿導(dǎo)槽上下滑行一遍，待檢查導(dǎo)槽是正?？捎脮r(shí)，放可用實(shí)際探頭進(jìn)行測試 埋設(shè)好 測斜管后，

9、需測量測斜管導(dǎo)槽地方位、管口坐標(biāo)及高程，圖4.3 現(xiàn)場測試要及時(shí)做好保護(hù)工作，如測斜管外局部設(shè)置金屬套管保護(hù) 測斜管管口處砌筑窨井，并加蓋五、量測將測頭插入測斜管，使?jié)L輪卡在導(dǎo)槽上，緩慢下至孔底，測量自孔底開始，自下而上沿導(dǎo) 槽全長每隔一定距離測讀一次，每次測量時(shí)，應(yīng)將測頭穩(wěn)定在某一位置上測量完畢后，將測頭旋轉(zhuǎn)180度插入同一對導(dǎo)槽，按以上方法重復(fù)測量兩次測量地各測點(diǎn)應(yīng)在同一位置上,此時(shí)各測點(diǎn)地兩個(gè)讀數(shù)應(yīng)是數(shù)值接近、符號相反如果測量數(shù)據(jù)有疑問，應(yīng)及時(shí)復(fù)測基坑項(xiàng)目中通常只需監(jiān)測垂直于基坑邊線方向地水平位移但對于基坑仰角地部位，就有必要測量兩個(gè)方向地深層水平位移 ，此時(shí),可用同樣地方法測另一對導(dǎo)槽

10、地水平位移有些測讀儀可以同時(shí)測出兩個(gè)相互垂直方向地深層水平位移深層水平位移地初始值應(yīng)是基坑開挖之前連續(xù)3次測量無明顯差異讀數(shù)地平均值，或取開挖前最后一次地測量值作為初始值測斜管孔口需布設(shè)地表水平位移測點(diǎn)，以便必要時(shí)根據(jù)孔口水平位移量對深層水平位移量進(jìn)行校正六、數(shù)據(jù)記錄與計(jì)算數(shù)據(jù)記錄格式如下：表4-1 數(shù)據(jù)記錄表項(xiàng)目名稱：測試日期:深度<m )U<mv )差值差值U1-U2累計(jì)(mv>累計(jì)位移(mm>U1U20.51.01.5測試人：記錄人：復(fù)核:七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 現(xiàn)場測斜管埋設(shè)方法;2. 測試數(shù)據(jù)處理.繪制時(shí)間、深度-位移曲線 .實(shí)驗(yàn)四隧道襯砌厚度檢測與鋼筋檢測實(shí)驗(yàn)、實(shí)

11、驗(yàn)?zāi)康?. 了解電磁波地基本知識和探地雷達(dá)地基本原理2. 了解儀器地使用方法和參數(shù)地設(shè)置3. 了解隧道襯砌厚度檢測地布線方式和采樣方法4. 了解結(jié)構(gòu)物內(nèi)部鋼筋檢測地布線方式和采樣方法5. 天線地選擇要求.6. 簡單雷達(dá)圖地識別.、SIR-20探地雷達(dá)構(gòu)造與工作原理地質(zhì)雷達(dá)（Ground Penetrating Radar, 簡稱 GPR方法是一種用于探測地下介質(zhì)分布地 廣譜電磁技術(shù)地質(zhì)雷達(dá)用1個(gè)天線發(fā)射高頻電磁波，另1個(gè)天線接收來自地下介質(zhì)界面地 反射波（如圖3.1所示 .通過對接收到地反射波進(jìn)行分析就可推斷地下地質(zhì)情況.SIR - 20型雷達(dá)主機(jī)與密封式天線分別見圖3.2 .探地雷達(dá)主要利用

12、 寬帶高頻時(shí)域電磁脈沖 波地反射探測目地體由公式：I XV7VS圖3.1雷達(dá)地工作原理及其探測方法（司主機(jī)問40W缶天線圖3.2 SIR-20型地質(zhì)雷達(dá)主機(jī)（a與400MHz（b天線雷達(dá)根據(jù)測得地雷達(dá)波 走時(shí)，自動求出反射物 地深度z和范圍三、隧道襯砌厚度與鋼筋檢測地測線布置自檢一般根據(jù)項(xiàng)目單位地要求進(jìn)行布線，最少為3條 拱頂和兩側(cè)起拱線位置）；質(zhì)量檢測按鐵路隧道襯砌質(zhì)量無損檢測規(guī)程（TB10223-2004進(jìn)行.布置5條測線，即拱頂、兩側(cè)拱腰及兩側(cè)邊墻各一條結(jié)構(gòu)物內(nèi)部鋼筋檢測地布線按現(xiàn)場要求進(jìn)行布線，一般垂直于鋼筋走向.四、操作步驟1連接天線，檢查筆記本與采集系統(tǒng)間地連接.2. 開機(jī)，給主機(jī)

13、和筆記本供電.建立本次測試文件件.3. 進(jìn)入 SIR-20（或SSIII>測試系統(tǒng).4 新建測試文件名.5. 選擇天線地宏文件：c:program FilesGSSIRada nN TRada nddat'Fixedd SIR-20 Setups.6. 根據(jù)程序提示及所測介質(zhì)情況選擇測試方式（自由測量、點(diǎn)測和輪測 >.7. 根據(jù)程序提示選擇天線頻率、采集數(shù)據(jù)線接入地通道數(shù),設(shè)置其它參數(shù).&應(yīng)用.9. 進(jìn)行管線和結(jié)構(gòu)物鋼筋探測.10. 觀察雷達(dá)圖.五、操作注意事項(xiàng)1在應(yīng)用1GHz天線進(jìn)行測量時(shí)，應(yīng)用鐵板進(jìn)行標(biāo)定，采集標(biāo)定文件.在此過程中，天線 不允許直接放在鐵板上，否

14、則會燒壞天線.2. 電纜不能壓，不能折，在測試過程中應(yīng)有專門地人員順線.3. 900MHz天線專用小車，注意帶光柵格地車軸易折斷，且不易修.4. 安裝、更換天線時(shí)，必須在關(guān)機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行，否則易燒主機(jī)和天線.5. 當(dāng)筆記本和主機(jī)共用電源時(shí)，注意線路地連結(jié).6. 當(dāng)安裝電纜時(shí)，動作要輕柔，確保各接口完全對正后插入.7. 在做公路測量時(shí)，還應(yīng)做標(biāo)定文件.標(biāo)定文件每標(biāo)段應(yīng)做一個(gè)，因?yàn)槊繕?biāo)段施工時(shí)材 料會發(fā)生變化，用一個(gè)標(biāo)定文件，會帶來較大地誤差.做標(biāo)定文件時(shí)，在路面上加鐵板，然后采 集2000根線，前200根為靜止時(shí)采集，后1800根為晃動時(shí)采集.8. 在公路測量時(shí)為方便定直達(dá)波，在測量結(jié)束時(shí)，抬起天線，再采集一段數(shù)據(jù)，可方便寫出直達(dá)波.9. 在采集開始之前，應(yīng)先觀察信號情況，符合要求時(shí)才能開始采集.10. 增益項(xiàng)一定要在最后調(diào)整.表 SIR 20型雷達(dá)配套天線情況一覽表型號頻率（MHz>理論探測深度（m>有效探測深度（m>