岩土工程测试与检测技术

岩土工程测试与检测技术（精选8篇）

篇1：岩土工程测试与检测技术

对当前岩土工程检测技术的研究

摘要：在工程建设开始之前，需要对施工现场的地质状况进行详细的勘察和检测，为工程的设计和施工提供参考的依据。随着工程建设的规模不断扩大，对于岩土工程检测的标准不断提高，需要保证检测结果的准确性和真实性，以提高工程结构的稳定性和安全性。随着时代的不断发展，传统的检测技术已经无法满足现有工程建设的需求，所以需要在技术水平以及仪器设备方面不断的提高和完善，确保工程建设的安全性。岩土工程测试领域非常广泛，通常包括岩土的原位测试技术、地基加固的检验与检测、桩基础的测试与检测、基坑工程检测、地下工程的检测和监控、边坡工程检测等。在岩土工程检测工作中，主要存在两方面的问题：一是存在样抽样随机性较差，不能做到随机、均匀抽检，检测抽样的样本代表性差；二是数据处理不合理、盲目、随意性较大，无法保证检测成果的精度，给工程建设带来安全隐患或造成浪费。

关键词：岩土工程检测技术发展 前言

最近几十年，我国开始致力于岩土工程地基检测技术的研究，通过实际动手实践，积累了大量的操作经验。但是，我国关于此方面技术的研究还远远不够，无法达到生产生活的需要，这不仅反映在岩土工程地基处理与岩土工程地基检测的不协调上，还反映在其发展的落后性上。究其根源，很大程度是应为地方对此项技术的重视程度还不够。更具数据采样，可以得出结论，大多数土建事故时有岩土工程地基问题所引起的。鉴于此上情况，相关工作人员应该对现有的岩土工程地基检测技术进行翻新，不断地与先进科技进行融合，使检测方法具有科学性，先进性，标准型等特性。只有这样，岩土工程地基检测方法才能真正的微土建工程服务，达到它本该达到的效果。如今科学技术的发展使得岩土工程中环境物理检测技术有了巨大的发展和飞跃，许多先进技术比如岩土原位检测技术、室内土工试验以及岩体力学试验、锚杆检测技术等均被广泛的应用到岩土工程中，对人们充分了解岩土物理特性提供了有力的技术支撑。

1.岩土工程中环境物理检测技术

1.1室内土工试验

主要是分析和试验土的物理、化学以及力学等性能。目前，土工试验可以划分为多种类型，比如判别试验、化学性质试验、物理性质试验等等。在具体工程实践中，土的化学分析一般是可以省略掉的。化学分析，主要是对土中石膏、易溶盐以及难溶盐碳酸钙的含量、离子交换量以及酸碱度等进行测定。在岩土工程中，将矿物分析法应用过来，可以对粘土矿物类型进行测定，通过化学分析，可以将矿物类型给确定下来，另外，还可以将其他的一系列物理滑雪分析法给应用过来，如差热分析、X射线衍射分析等。在室内土工试验中，粒径分析试验也是非常重要的一个方面。这种试验具体指的是对一定量的土进行烘干碾撒之后，进行过筛和称重，对各粒径范围内土粒重的百分数进行确定等等。如果土团粒在2mm以内，在水中充分浸润和分散，就可以将2mm到0.1mm之间的细筛给得出来。如果细粒土在0.1mm一下，那么要想对其粒径含量进行确定，就可以将移液管法或者比重计法给应用过来。有机结合筛分发、比重计法以及粒径分析试验等，通过实验，来对土样的粒径分布曲线供土分类给绘制出来。1.2岩体力学试验

通过岩体力学试验，可以对常规力学指标进行测试，并且对岩体变形与破坏机理进行分析和研究。以单轴抗压强度试验为例，岩体的单轴抗压强度指的是在单向受压直到破坏的过程中，岩体试样单位面积上承受的最大压应力，我们也可以将其简称为抗压强度。一般可以分为干抗压强度和抗压强度两种类型，这种划分依据是岩石含水状态的差异。通常情况下，在压力机上直接压坏标准试样就可以将岩石的单轴抗压强度诶测出来，岩石单轴压缩变形试验也可以同时进行。通过岩石单轴抗压强度，可以对岩体强度进行分级，并且描述岩性。1.3岩土的原位测试技术

一般情况下，岩土的原位测试指的是将现场地籍图的天然结构以及含水量和应用状态保持下去，测定地籍图的物理性质和力学性质。借助于理论分析或者一些计算公式，来测定物理力学指标，对岩土的工程性能和状态进行评定。部分岩土工程因为有着较为复杂的地质条件、结构条件和荷载条件，如果采用单纯的理论家计算方法，无法对土体的应力—应变变化进行准确预计，在室内也无法对现场地层条件和荷载条件等进行模拟。因此，就可以通过原位试验，来提供更加可靠的资料。在对岩土工程进行检测和监测中，非常重要的一种方法是原位测试，可以将岩土体的实际参数给获取到，通常利用其来检测施工过程中或者加固处理地基之后，地基土的物理力学性质及状态变化情况。一般可以将岩土的原位测试划分为两种类型，分别是原位实验和原位监测，前者是对实际参数进行获取，后者则是将施工控制和反演分析参数给提供出来。

通过实践研究表明，原位测试具有一系列的优点，不会有过去取土样遇到的困难出现，可以对无法采取不扰动土样的土层进行顶；试验是在原位应力条件下进行的，在采样的过程中，应力释放的影响可以得到有效的减小。在试验中，需要选用较大体积的岩土体，有着较强的代表性。工作效率可以得到有效提高，进而在较大程度上缩短课勘探试验的周期。

虽然原位测试有着一系列的优点，但是也有缺点存在，不同的原位测试有着不同的适用条件，有着较强的针对性，如果采用了不恰当的方法，就会在很大程度上影响到结果的准确性。在统计关系的基础上，通过原位测试，才可以将参数以及图的工程性质给得出来。有诸多因素都会影响到原位的是结果，那么就无法对对策定制的准确性进行科学判断。通过试验表明，会有不一致的问题存在于原位测试中主应力方向和实际岩土工程问题中多变的主应力方向之间。像静力荷载试验、标准灌入试验、十字板剪切试验以及圆锥动力触探试验等都是常见的原位测试。2.岩土工程检测技术的发展

2.1锚杆检测手段

锚杆检测技术主要有常规检测技术与超声波检测技术等两种。常规检测技术的基本原理是荷载对锚杆的压力或者拉力，由于现代岩土工程的发展，要求检测具有精度高、实时性以及大面积动态检测的技术。超声波检测，即在对锚杆完整性检测时，不破坏原岩土的基本受力结构，只通过利用一些辅助仪器设备、相关检测技术手段和数据分析原理，检测锚杆在岩土中是否完整，是否存在一定的缺陷，并判断出锚杆存在缺陷的类别、出现缺陷的准确部位以及缺陷的大小尺寸等，特别适用于岩土工程大面积检测工程。（1）常规锚杆检测技术

常规锚杆检测技术是一种依据静力锚固质量检测的技术方法。又叫做拉拨试验法。主要根据试验压力计和唯一计所测得的数据信息，利用相应转换方式，整理出相应的锚固杆在岩土中位移与荷载间的变化曲线，从而分析出岩土锚杆锚固性能。常规检测技术存在着一些缺陷，就是不能对大面积的进行动态检测。而且通过拉拨试验手段获得的数据仅仅是锚固力的一个大概值，假设锚杆有异常，也不能指出异常所在锚杆的具体位置，所以，拉拨试验法仅仅能判断出锚杆是否存在异常，却不能检测缺陷所在的具体位置。

（2）超声波检测技术

超声波检测技术是不破坏原岩土的受力结构，应用相关的检测设备对锚杆进行检测。在检测时，对杆端进行外力震击，从而引起杆端的剧烈振动，并产生沿锚杆向杆底传播的应力波。如果应力波的波形、波速、波峰值保持不变，在锚杆中均匀传播，则表明锚杆的完整性比较好。如果应力波的波形、波速、波峰值发生变化，则表明沿锚杆长度方向上存在缺陷。由于超声波检测对锚杆不产生破坏，所以特别适用于重要的岩土工程大面积检测工程。

2.2锚固锚杆应力波超声波检测工作流程 在进行锚杆超声波检测数据分析之前：（1）要对围岩土地的基本地质情况进行考察；（2）在确定锚杆杆头应力的波速，利用检测装里采集反射波反射回来的数据，通过检测装备反射波反射数据的采集，从而得到岩土中锚杆的长度、完整度等信息。因此，超声波检测技术基于应力波检测的工作流程大致为：考察围岩土地的基本地质情况，确定应力波速，分析处理检测仪器返回的数据。通过拉拔萝抽检试验、时域波形分析、频谱分析以及时频频谙分析等，从而最终得到锚杆的准确长度和完整度。3.在岩土工程中实施有效的监测措施

岩土工程的现场监测就是以工程实际作为监测的对象，在工程施工过程中对岩土土体以及工程地质结构等进行应力变化等实施的监测。实施现场监控需要事先在工程岩土土体、周围环事中设定观测监控的点位还应该设定一定的时间间隔。其主要的检测内容包括以下几个方面：

（1）在施工的过程中对岩土收到施工作用进行检测并测定各项荷载里的大小并检测在各类荷载的作用下岩体的反应性状；（2）对工程施工、运营工程中结构物进行监测；（3）在工程施工过程中一定会对周围的环境等造成影响规场检测还包括对环境影响程度的检测包括对周围地基加固性质进行检验等。

4.结语

建筑工程中要选择在地质条件良好的场地上建设，但有时也不得不在地质条件不良的地基上进行修建。因此，为了保证工程质量往往需要通过现场测试对加固效果进行严格的监测与检测。现场测试可以为工程设计提供依据；对施工过程进行控制、检验和知道；为理论研究提供试验手段。但是现场测试在地基加固过程中需要注意下列问题：加固后的现场测试应在地基加固施工结束后，经一定时间的休止恢复后再进行；为了有较好的可比性，前后两次测试应尽量由同一组织人员，用同一仪器，按同一标准进行；由于各种测试方法都有一定的适用范围，必须根据测试目的和现场条件，选用最好的方法；无论何种测试方法都有一定的局限性，应尽可能采用多种方法进行综合评价。参考文献：

【1】王严升.岩土工程测试与检测技术及其在工程中的应用{J}.城市建设理论研究，2013（2）

【2】宰金珉.岩土工程测试与检测技术{M}.北京：中国建筑工业出版社，2008

篇2：岩土工程测试与检测技术

1.传感器原理

常用传感器工作原理：包括电容、电感、电涡流、电阻、热电偶、压电、光电及数字式传感器。

传感器测量电路原理

2.测试技术

信号分析基础：包括模拟信号与数字信号、频谱图，周期与非周期信号频谱，随机信号数值特征

测试系统特性：包括静态特性、动态特性及其指标，频率响应，阶跃响应，测试系统不失真条件

工程测试技术：包括位移测试、振动测试、温度测试方法，传感器及测试仪器的选用

二、参考书目

1. 冯凯P，《工程测试技术》，西北工业大学出版社，

篇3：岩土工程测试与检测技术

岩土工程的测试有很多, 包括室内土工实验、原位测试实验、岩土力学实验、原型测试等, 下面就对几种岩土工程测试进行详细的介绍。

1 岩土工程测试与检测中室内土工试验

岩土工程室内土工实验包括对土质矿物分析实验、物理化学分析实验、力学分析实验。在岩土工程中, 矿物与化学分析实验应用很少。测定土质中石膏、难溶性盐酸钙、易溶性盐的含量、测定土中的离子交换量以及酸碱度等都属于化学分析实验的范畴。在矿物分析实验中, 需要测定土中粘土矿物类型, 另外, 还需要用化学分析的手段, 物理分析的手段在判定矿物类型中也发挥着重要的作用, 比如差热分析、X射线衍射分析等都属于物理分析法。

在室内土工实验中, 粒径分析是其中重要的的一种, 通过粒径分析可以绘制出图样粒径曲线分布, 一次对土质进行分类, 具体的实验分析方法为:首先将一定量的土进行烘干碾散, 然后进行过筛, 并称量其重量, 从而确定每一种粒径范围内的粒重比数。其中, 粒径范围小于2毫米的土团, 应该在水中充分的浸润分散后, 用0.1到2.0毫米的细筛进行筛分;对于粒径小于0.1毫米的细粒土, 可以通过比重计法或者移液管法来测定其粒径的含量。

2 岩土工程测试与检测中岩体力学试验

在岩土工程施工过程中, 进行岩体力学实验, 主要是为了得到岩体常规的力学指标, 通过对其的计算分析, 用来对岩土工程岩体的变形与破坏机理进行研究。

岩土工程中的岩体力学实验有很多种, 其中单轴抗压强度实验就是其中重要的一种。首先选着岩体试样, 利用实验设备对其进行单项施压, 测定在试样破坏前的极限时, 单位面积承受的最大压力。一般的将这种最大承受压应力称为抗压强度。

根据岩石的含水状态不同, 含水量较少的岩石抗压强度叫做干抗压强度, 含水量较多的岩石抗压强度叫做饱和抗压强度。利用压力机进行岩土的抗压强度实验过程中, 由于标准试样都被直接压坏, 所以在此过程中可以同时进行单轴压缩变形实验。在岩土工程岩体力学实验中, 单轴抗压强度实验可以得到岩体的抗压强度指标, 据此分析可以进行岩体的分级, 并且可以对岩土工程中的岩性进行描述。

3 岩土工程测试与检测中的原位测试技术

原位测试是岩土工程测试中关键的一部分, 主要是指利用相应的测试方法对工程地基土的物理以及化学性质进行测定, 过程中必须基本保持工程原有的天然结构, 保持地基土中含水量以及应力作用。有些岩土工程的情况较为复杂, 主要体现在其地质条件, 结构、承受荷载的特点等方面。这类复杂的岩土工程, 很难通过理论分析的手段计算出工程土体应力等的变化规律, 也很难在室内进行模拟工程特点, 所以这些有关的参数数据由原位测试实验提供。根据实验的用途不同, 可以将原位实验分成两种, 其中包括可以为工程施工提供反演分析的原位实验以及可以得到实际参数的原位实验。

利用原位实验可以为岩土工程提供许多有用的工程参数, 但是同时也存在许多弊端, 其优点主要表现在以下几个方面: (1) 利用原位实验可以不进行采取土样, 避免了采样对工程地质的影响; (2) 利用原位实验, 保持了原来的应力状态, 减少了应力释放对工程的影响; (3) 利用原位实验方法, 实验的对象往往是体积较大的岩体, 所以具有较强的代表性; (4) 利用原位实验对工程岩土进行测试, 缩短了工程可勘探实验周期, 提高了工程施工的效率。其弊端主要体现在以下几个方面: (1) 对于不同的地质以及环境因素, 就需要采用不同的原位实验方法, 有很强的针对性, 这样很容易造成因原位实验方法选择不合适导致测试的结果不准确的现象; (2) 由原位实验得到的参数, 需要利用统计关系, 才能得到其与工程性质之间的关系, 存在很大的不确定性因素; (3) 进行原位实验过程中, 对实验的结果有影响的因素很多, 所以很难控制测试结果的准确性。

4 在岩土工程中实施有效的监测措施

岩土工程的现场监测, 就是以工程实际作为监测的对象, 在工程施工过程中, 对岩土土体以及工程地质结构等进行应力变化等实施的监测。实施现场监控需要事先在工程岩土土体、周围环事中设定观测监控的点位, 还应该设定一定的时间间隔。其主要的监测内容包括以下几个方面: (1) 在施工的过程中, 对岩土受到施工作用进行检测, 并测定各项荷载力的大小, 并检测在各类荷载的作用下, 岩体的反应性状; (2) 对工程施工、运营过程中结构物进行监测; (3) 在工程施工过程中一定会对周围的环境等造成影响, 现场监测还包括对环境影响程度的监测, 包括对周围地基加固性质进行检验等。

5 岩土工程测试与检测中的原型试验

在岩土工程测试与检测中, 原型试验尤为重要, 其主要是对工程地下实际的结构物进行实验, 分析其荷载能力等, 常见的有工程桩基础测试与检验。桩基础是整个工程的基础性工作, 关系着工程建筑物的稳定性, 但是桩基础在施工中隐蔽性很强, 其质量问题不易被发现, 所以必须进行桩基础的测试工作, 保证桩基础质量稳定安全。最常见的桩基础测试有对基桩的低应变、静载、钻芯检测试验, 通过对基桩检测试验结果, 就能分析桩基础的质量情况, 包括其承受的荷载能力、桩身的完整性、是否出现孔洞、离析现象等。

6 总结

随着我国科学技术的不断发展, 岩土工程施工技术不断的得到发展与完善, 但是同时也给岩土工程施工提出了更高的要求。进行岩土工程的测试与检测, 是保证岩土工程质量的基础, 也关系着整个建筑工程适用性以及建设的难易程度, 对建筑工程的发展有重大的意义。提升岩土工程测试技术, 才能提高岩土工程施工的效率以及质量, 推动岩土工程的发展。

参考文献

[1]叶平华.论述岩土工程测试与检测技术的主要内容及其应用[J].科技创新与应用.2013, 25 (13) :38-39.

篇4：岩土工程测试与检测技术

【摘要】文章从高校岩土工程测试与监测技术课程实践教学改革的角度出发，针对本门课程的特色及存在的一些问题进行分析，结合近年来的教学实践经验，以及不断更新完善的硬件条件，通过合理设置实践教学环节，优化实践教学方法和内容，完善实践教学成绩的考核，从而把学生能力的培养贯穿于整个实践教学环节中，同时激发学生的学习积极性和创造性。

【关键词】岩土工程 实践教学 测试与监测

【基金项目】防灾科技学院教育研究与教学改革重点项目（JY2015B07）。

【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0197-02

岩土工程测试与监测技术是高等院校岩土工程、勘察技术与工程等专业的本科生必需掌握的一门课程，其实用性强，涉及面广。如何培养出专业理论水平高、动手实践能力强的高素质人才变得尤为重要。随着本校勘查专业的发展，结合我院近年在刚建成的大型地下结构与工程地质试验场地及各类性能先进的实验设备，笔者从实践教学改革管理探索的角度，分析在本课程在实践教学中存在的问题，并提出解决问题的措施和对策，从而将岩土工程测试与监测技术的各项实践内容有机的整合起来，加强各实践模块之间的合作，最终形成一套完整的实践教学体系。

一、以往实践教学环节中存在的问题

（一）传统思想观念的制约

由于传统的考核方式以期末笔试成绩为主，所以相当部分的教师和学生在一定程度上都存在着重书本轻操作，重课堂轻课外，重理论轻实践的观念倾向。这种观念导致的后果是显而易见的，一方面对于学生来讲，理论学习得不到实践验证，在考完试之后对知识遗忘快，达不到加深印象的效果，知行不统一，而且也不足以激发学生学习的积极性和兴趣性；另一方面对于老师来讲，在制订实施教学计划的过程中，如果实践教学与理论教学在课时、师资方面发生冲突时，总是削减实践教学来服从理论教学，还会使得新技术没法及时充实到实践教学中来。最终将导致学生的理论教学成绩突出，而实践考核成绩低下甚至被忽略不计。这种观念会严重制约着学生特别是理工科学生能力的培养以及今后的发展。

1.师资力量不足及教师实践能力的制约

目前能担任实践教学的实验教师还有所欠缺，此外，从整个教师队伍来看，有大部分青年教师虽然拥有高学历，理论知识深厚，但毕业后直接进入学校任教，严重缺乏工程使用知识，因此专业实践操作技能不足，由于没有工程实践背景，缺乏指导实践的能力甚至缺乏实践教学的兴趣和动力。这一普遍存在的问题将会严重制约实践教学质量的提高，因此，如何提高青年教师的实践经验成为一个亟待解决的问题。

2.硬件条件的制约

实践环境与条件的提供主要来源于两个方面，一方面采取“走出去”的策略，寻求和相关企业的合作，但这种方式收到经费、安全等问题的限制，且成本高，难度大，企业接纳学生的积极性不高，即使勉强接受，大部分的环节都是简要参观讲解，学生没法亲自动手，最终校外实习变成采访问询或自由活动，因此效果不好。另一方面采取“引进来”的策略，直接在学校建设专门的场地，购买设备仪器用于实践教学，这种策略自然规避了与企业合作的种种缺点，且可持续性强，效果也很好，但在硬件场地的建设、仪器的维护、人员的配备及资源合理配置方面都要下很多功夫，所以目前相当部分学校还尚未完全具备这一条件。

3.管理制度实践体系不完善的制约

相关政策制度不到位，资源配置及使用不合理，且实践教学工作量计算还不尽合理，影响教师在实践教学方面的积极性。近年来虽然已建成的具有国内先进水平的实习场地，但由于在管理模式、人力配置、时间安排等方面还存在着种种问题，所以还未能将其价值完全发挥出来。

二、解决问题的方法和措施

作为以理工科为主的学校，防灾科技学院十分注重加强学生实践动手能力的培养，通过近几年来各种试验场地的建设、仪器的购置及师资的引进，实践教学的软硬件环境已经得到很大的完善，同时积极寻求校外合作，将课内与课外，教学与科研，学校与社会有机结合起来。把实践环节融入到学生整个学期的学习中来，使得学生在进入岗位之前就可基本具备了本学科专业相关的较强动手能力和分析解决问题的能力。

（一）不断转变观念，提高教师自身素养

在传统教育模式及考核方式的影响下，教师和学生的思想都受到不同程度的制约，严重影响实践教学的效果。因此，除了转变考核方式外，还要提高认识，转变观念，加大对实践教学的重视程度。在制订教学计划中，若和理论教学发生冲突，可以将实践教学单独独立出来作为一个实习模块进行分组或一对一的教学演练及传授，并将其计入最终实习成绩中。

（二）完善考核方式，加强学风建设

考核方式的改革和完善就像指挥棒一样起着引导作用，合理有针对性的考核方法对提高实践教学有着重要的作用。

1.由于岩土测试与监测需要坚实的理论基础，所以理论知识的考核是基础，考核仍旧以传统的笔试为主，通过题库选题组成试题，同时加大平时理论授课时的课堂讨论及作业提问的比重，旨在考核学生对知识点的掌握能力和分析问题能力。

2.本课程还有着较浓厚的实践特色，所以实践教学的考核一直是重中之重，由于近年来本校已建成的具有国内一流水平的大型地下结构与工程地质试验场地，使得学生可以亲自动手操作，因此将岩土测试与监测技术的实践教学独立出来安排到期末考试之后执行，这样可以让学生迅速将理论应用到实践之中，加强学生对知识的理解和掌握能力。学生在实践过程中要做好记录，最终提交指导老师认可的报告，对于每一个学生每一份实践报告都设置了指导、检查和答辩环节。最后实践考核成绩在对学生进行答辩之后统一给出。通过这种现场答辩提问的考核模式可以在很大程度上杜绝弄虚作假的行为。此外，对于感兴趣的学生还可就此进行拓展进而形成自己的毕业论文方向。

（三）不断加强实践教学改革

1.优化实践教学体系，合理设置实践教学环节

课程的设置要跟上时代的步伐，进一步突出实践能力的培养，力求实践项目与社会发展、经济建设紧密结合，加强课程设计的广度和深度，在保证达标的基础上，增加各类反应时代特点并具有设计性和开放性的实验题目，由老师统一出课题学生在网上根据自己兴趣申请报名。对于集中实践的项目，要因地制宜，优化资源配置，重复发挥试验场地的作用，让每一位学生都能亲自动手及相互配合，最终达到培养学生实践能力的效果。

2.改善实践教学条件，注重实践时效性

近几年来，学院不断加大硬件场地的投入，各类实验室相继投入使用，并且构建了相应的实践教学平台，基于实验室综合管理，实验教学管理，实验室开放管理及实习实训管理几个子系统来保障实践教学的开展。这样，不仅能合理安排实践课时，通过不同老师学生的分组来缓解一定程度上的仪器设备和实验用房的紧张程度，还能在满足实习大纲的基础上，节约经费，最大程度的满足实践教学要求。

三、结束语

笔者结合《岩土工程测试与监测技术》课程实践教学的特点及相关教学经验，基于学院近年来建立的各类试验场地和管理平台，对我校实践教学改革做了更进一步的探索。重视实践教学活动，注重能力培养，着力提高学生的学习能力、学习兴趣、实践能力和分析解决问题的能力，对于提高人才培养质量有着积极的意义。

参考文献：

[1]金珉.岩土工程测试与监测技术[M]中国建筑工业出版社.2008

[2]汪东林，何贤才，吕秋玲.《岩土工程》课程实践教学方法讨论[J].赤峰学院学报.2010，4（2）

作者简介：

篇5：岩土工程测试与检测技术

课 程：岩土工程测试技术

1、简述传感器的定义及组成，简述钢弦式传感器的工作原理。（10分）

2、试述声波测试技术的基本原理及其在在岩体和混凝土结构中的应用。（15分）

3、试述模型试验的基本步骤和试验方法。（15分）

4、试述桩基检测的基本方法及单桩竖向抗压极限承载力的确定方法。（10分）

5、试述边坡工程监测的目的和边坡主要监测方法及特点。（10分）

6、试述隧道施工超前地质预报的主要方法及其优缺点。（10分）

7、试述现代岩土工程测试技术的发展趋势。（15分）

篇6：工程测试技术知识点总结

工程测试分为静态测试和动态测试。

测量四要素：被测对象，计量单位，测量方法，测量误差。测量方法：直接，间接，组合

非周期信号的频谱是连续的，但准周期信号的是离散的。

周期信号是个简谐成分的频率比是有理数，若不是有理数则是准周期信号。

周期信号的强度以峰值，绝对均值，有效值和平均功率来表述。

1T0绝对均值xx(t)dtT00有效值xrms1T0T00T0x2(t)dt x2(t)dt1平均功率PavT00测量装置的静态特性：五个特性 动态特性：三个函数

传递函数的分母取决于系统的结构。分母中s的最高幂次代表系统微分方程的阶数。

影响二阶系统动态特性的参数有：固有频率和阻尼比。一阶的是时间常数。输出等于输入和系统脉冲响应函数的的卷积。波形不失真的条件。

测量装置动态特性的测量方法。两种

物性型传感器和结构型传感器各依靠什么来实现信号变换 机械式传感器的优点：

电阻应变片式传感器可以用于测量哪些参数 半导体应变片的工作原理是：

热电式传感器分为热电偶和热电阻。调幅信号的解调方法有：三个 滤波器的特征参数：六个 电桥的分类 直流交流

单自由度系统 质量块m在外力f（t）的作用下的运动方程 测振传感器的分类

选择

傅里叶变换的主要性质：奇偶虚实性，对称性，传递函数和频率响应函数的并联和串联：传串乘并加，频串幅乘相加。

电阻式传感器原理：变阻式，电阻与电阻丝长度，电阻率成正比，与电阻丝横截面积成反比。

电容式传感器原理：电容与极板面积成正比，与极板间距离成反比。

电感式传感器原理：自感L与空气隙成反比，与气隙导磁截面积成正比。当面积固定时，L与气隙非线性。

直流电桥的平衡，单臂，半桥，全桥。和差效应。三种电桥输出电压与灵敏度

交流电桥平衡时需要满足的条件，电容 电感电桥 LC滤波器的构成方法 识图 L T π型 基本放大电路三种识图

轴向拉伸或压缩载荷下应变测试的应变片的布置和接桥方法

表格

名词解释：

1、测量，试验，测试概念与区别

2、信号，模拟信号，数字信号

3、准周期信号与瞬变非周期信号

4、信号的时域描述和频域描述

5、负载效应

6、频率响应函数

7、传感器和敏感元件

8、压阻效应 压电效应与逆压电效应（线性的）

9、霍尔效应，磁阻效应，热敏效应

10、调制与解调

11、电桥是什么

12、采样和截断

计算

一阶系统的频响函数

简答

1、信号的分类;谐波信号周期信号一般周期信号确定性信号准周期信号非周期信号一般非周期信号各态历经信号平稳随机信号非确定性信号 非各态历经信号非平稳随机信号

2、周期信号的频谱具有三个特点：

3、各态历经随机函数的主要特征参数：四条

4、传递函数：四个特点，第一和第四是重点。

5、涡流式的变换原理

差动变压器式传感器工作原理

6、压电式传感器的测量电路：前置放大电路的主要用途两点。两种形式。

7、同步解调，包络检波，相敏检波的原理

8、放大电路应具有的性能：四条

9、信号处理的目的：三条

10、H(s）H(w)h（t）三者之间的关系

11、互相关函数的应用 5-17 5-18

12、两个位移传感器 6-5 6-14

13、基础基振时，以质量块对基础的相对位移为响应时的频率响应特性中的幅频特性：解释图

14、涡流式位移传感器的特点

15、压电加速度计的工作原理、频率特性

16、固定加速度传感器的方法

篇7：岩土工程测试与检测技术

信号及其描述习题

1.1求周期方波(图1-4)的傅立叶级数(复指数函数形式)。画出频谱图|Cn|―ω ;φn―ω 图并与表1-1对比。

??

解：傅立叶级数的复指数形式表达式：x(t)?

Ce

jn?n

0t

;n?0,?1,?2,?3,???

n????

式中： C1T?0?jn?t1??0T?jn??

? n?2TT0x(t)e0dt?0t2?jn?0tT?T0(?A)edt?Aedt?0?20??20?

T ??0

1?A0

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T?e?0t???1?Ae?jn?0t?0??jn?0??T0T?0??jn??0

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n????n???e

,???幅值频谱：

C?22

2AnnR?CnI?;n??1,?3

n?

,?5,???相位频谱： ?2A???

C?????;n?1,3,5,???nI ?n?arctgC?arctg?

?????2nR0? ??????2;n??1,?3,?5,???

傅立叶级数的复指数形式的幅值频谱图和相位频谱都是双边频谱图。 1.2求正弦信号 x(t)=x0sinωt的绝对均值μ|x |和均方根值x rms

解：

?T1?

T02x2?

?x?limT??0x(t)dt?Tx0sin?tdt?0?;式中：T0?

00?

xrms?1?T0Tx2(t)dt?1?

T0?x0sin?dt?2

dt?x0

00T002

1.3求指数函数 x ( t) ? Ae ? ? t ; (? ? 0 ; t ? 0 ) 的频谱。 解：

X(f)????x(t)e?j2?ftdt??

??Ae??t?e?j2?ftdt?A

??0??j2?f1.4求符号函数(题图1-1a)和单位阶跃函数(题图1-1b)的频谱.

解:1) 符号函数的频谱:

??t令: x1(t)?limex(t);??0

X1(f)?x1(t)e?j2?ftdt

0??t????t

?j2?ft??lime(?1)edt?ee?j2?ftdt??? 0??0????

1?

j?f

2)单位阶跃函数的频谱: ??t

x(t)?limex(t);2 ??0

????t 1?j2?ft

X2(f)?x2(t)e?j2?ftdt?lim?dt??0ee?? ??0??j2?f

1.5求被截断的余弦函数cosω0t(题图1-2)的傅立叶变换。

?cos?0t;t?T x(t)??

t?T ?0;

解： ???T

?j2?ft

X(f)?x(t)edt?cos2?f0te?j2?ftdt ???T

?T1?j2?f0tj2?f0t?j2?ft

?e?eedt ?T2

?sin?(f?f0)2Tsin?(f?f0)2T?

?T???

?(f?f)2T?(f?f)2T00??

?T?sinc??1?sinc??2?

t

1.6求指数衰减振荡信号(见图1-11b)： x ( ? e ? ? sin ? 0 t ; ( ? ? 0 , t ? t)0 ) 的频谱 解： ?j2?ft????

?j2?ft

htTp://

??t

X(f)?x(t)edt?esin2?f0tedt

??0

??j

?e??t?e?j2?f0t?ej2?f0te?j2?ftdt 02

?j?11 ??????2??j2?(f?f)??j2?(f?f)00??

1.7设有一时间函数f(t)及其频谱(题图1-3所示)，现乘以余弦型振荡cosω0t ，(ω0>ωm)。

在这个关系中，函数f(t)叫做调制信号，余弦型振荡cosω0t叫做载波。试求调幅信号f(t)cosω0t的傅立叶变换。示意画出调幅信号及其频谱。又问：若ω0

?j2?ft

X(f)?x(t)edt??f(t)cos2?f0t??e?j2?ftdt ????

??

1

?

??

??

??

??

?

?

??

?

?

??

??

??

??f(t)?e?j2?f0t?ej2?f0t??e?j2?ftdt??

?2?11

??

当ω0

1.8求正弦信号x(t)=x0sin(ω0t+φ)的均值μx 和均方值φx2和概率密度函数p(x) 解：将x(t)=x0sin(ω0t+φ)写成(ω0t+φ)=arcsin(x(t)/ x0)

等式两边对x求导数： 1 dtx011

?? dx?22

?0x0?x2(t)0??x(t) ???x??

?0? 1?Tx?12?tp(x)?limlim?lim? ?x?0?x?T??T??x?0?xT??

2dt1??? 22Tdx?x0?x(t)

2.2用一个时间常数为0.35s的一阶装置去测量周期分别为1s，2s，5s的正弦信号，问幅值

误差将是多少?

解：H????

1j???1

1

?

1Y???? 0.35?j?1X??

1?0.7?????

7??

2

A????

?0.35?2

当T=1s时，A??1??0.41，即AY?0.41Ax，误差为59% 当T=2s时，A??2??0.67，误差为33% 当T=5s时，A??3??0.90，误差为8%

2.3求周期信号x?t??0.5cos10t?0.2cos100t?45，通过传递函数为H?s??

?

??

1

0.05s?1

的装置后所得到的稳态响应。

解： 利用叠加原理及频率保持性解题

x?t??0.5sin10t?90?0.2sin100t?45

?

?

????

A????

11???2

?

1?0.00?52

，??????arctg?0.005??

?1?10，A??1??1，???1??2.86?

x?t1??0.5?1?sin10t?90?2.86 ，

?

?

??

?2?100 ，A??2??0.89 ，???2???26.57?

y?t2??0.2?0.89?sin100t?26.57??45?

?y?t??0.5sin10t?87.14??(?0.178)sin100t?18.43?

2.7将信号cos?t输入一个传递函数为H?s??在内的输出y?t?的表达式。

解： x?t??cos??t??sin?t?90? H?s??

??

????

1

的.一阶装置后，试求其包括瞬态过程2s?1

??

11

，A????，???arctg????

2?s?1??? y?t??

1???2

sin?t?90??arctg????

??

=

1???2

cos??t?arctg???

2.8求频率响应函数

3155072

的系统对正弦输入

1?0.01j?1577536?176j???2

x?t??10sin?62.8t?的稳态响应的均值显示。

解： 写成标准形式 H????

j?j???12

a??n2

?2??nj???

2n

2

?1256?1

??2 ?

0.01j??1??2?2?1256?j??12562

∴ A????

1?62.8?0.012

?

1

2

?2

??62.8?2?1761??????

1256????1577536??

?1.69?0.99?1.7 对正弦波，ux?

A2

?

1.7?10

2

?12

241?n1.5

2.9试求传递函数分别为2和2的两个环节串联后组2222

S?1.4?nS??nS?1.4?nS??n

成的系统的总灵敏度(不考虑负载效应)

解： H????H1????H2??? H1????

1.53

?，S1?3

3.5S?0.57S?1

241?n

H2????2，S2?41 2

S?1.4?nS??n

S?S1?S2?3?41?123

2.10想用一个一阶系统作100Hz正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在5%以内，则时间 单常数应去多少?若用该系统测试50Hz正弦信号，问此时的振幅误差和相角差是多少?

解： 由振幅误差

E?

|A0?AI|A

?1?0?1?A????5%

AIAI

∴ A????95% 即 A????

1???1

2

?95% ，

?2??100t2

?0.95，??5.23?10?4s

?4

?，且??5.23?10s时 当??2?f?2??50?100

A????

1

?5.23?10?100?

?4

2

?98.7%

∴ 此时振幅误差E1?1?98.7%?1.3% ??????arctg5.23?10?100???9.3

?4

?

??

2.11某力传感器可以作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz，阻尼比

??0.14，问使用该传感器作频率为400Hz的正弦力测试时，其振幅比A???和相角差????

各为多少?若该装置的阻尼比可改为??0.7，问A???和????又将作何种变化?

解： 作频率为400Hz的正弦力测试时 A????

1

????1???????n

?

???

2

?????4?2?????n?

2

?

???

2

?

1

2

??400?2?400??2

???4??0.14????1??800800????????

2

?1.31

???2??????

n?? ??????arctg 2???1???????n?

?400?

2?0.14???

?800?

??arctg2

?400?1???

800??

??10.6 当阻尼比改为??0.7时 A????

?

1

2

??400?2?400??2

???4??0.7????1??800800????????

2

?0.97

?400?2?0.7???

800????43?

??????arctg2

?400?1????800?

即阻尼比变化时，二阶振荡系统的输出副值变小，同时相位角也变化剧烈，相位差变大。

2.12对一个可视为二阶系统的装置输入一单位阶跃函数后，测得其响应中产生了数值为1.5的第一个超调量峰值。同时测得其振荡周期为6.28s。设已知该装置的静态增益为3，试求该装置的传递函数和该装置在无阻尼固有频率处的频率响应。

解： 最大超调量

?????1?2???

????

M?e 即 ??

?1.5

?0.13

1??????1?ln1.5?

2

且 Td?

2?

?d

?6.28

2

∴ ?d??n???

2?

?1 6.28

11 ?n?

??

2

?

?0.132

?1.01 系统的传递函数 H?s??

Y?s?kXs?S

22?S

?2?

n

??1

n

?

3

S

2

?1.01?2?2?0.13?S1.01

?1

该装置在无阻尼固有频率处的频率响应 由H?j???

Y???X??K

?2 ??j??2??j??

???n??

??

?1n ?

K

???1???

??2j??

?2?n???n ∴ H?j?K3

n??

?? ??1??2

??????0.26j??????2j??n???

?n ?d为有阻尼固有频率 M=0.5，?2?

d?

T

?1 ???????? M?e???

2??

???

1?2

?0.215????lnM??

?1 ?2

d??n?? ，∴ ??d

n?

1.02

??

2

? S=3

∴H?s???2n

S2?2??2

?S nS??n

?1.04

S2

?0.44?S?1.04

?3 A??1n??

34?

2

??6.98 (???n时代入得)

A????

1

2?

,??????90? ????

n???arctg???2

y?t??6.98sin??1.02t???

?

2??

4.1解 ：?=2?m时，

单臂，U?R

y?4RU0 0

USg?R??y?

4R

U0

6U?2?120?2?10?y

*3?3?10?64?120

(V)双臂，U?R

y?

2RU0 0

USg?R??y?

2R

U0

2?120?2?10?6

U6y?2?120

*3?6?10?(V)

：?=?m时，

单臂，U?R

y?

4RU0 0

USg?R??y?

4R

U0

2?120?2000?10?6

Uy?*3?3?10?3(V)

4?120

双臂，Uy?

?R

U0 2R0

Sg?R??2R

U0

Uy?

2?120?2000?10?6

Uy?*3?6?10?3(V)

2?120

双臂的灵敏度比单臂的提高一倍。

4.4解：Uy?

?R

U0 R0

Sg?R??R

U0

Uy?

Uy?Sg?(Acos10t?Bcos100t)?Esin10000t

?Sg?AEcos10tsin10000t?Sg?BEcos100tsin10000t

11

SgAE(sin10010t?sin9990t)?SgBE(sin10100t?sin9900t)22

1100101001099909990

Uy(f)?jSgAE[?(f?)??(f?)??(f?)??(f?)]

42?2?2?2?1101001010099009900?jSgBE[?(f?)??(f?)??(f?)??(f?)]42?2?2?2??

4.5解：xa?(100?30cos?t?20cos3?t)(cos?ct)

?100cos2000?t?30cos1000?tcos2000?t?20cos3000?tcos2000?t?100cos2000?t?15(cos3000?t?cos1000?t)?10(cos5000?t?cos1000?t)

Xa(f)?50[?(f?10000)??(f?10000)]?7.5[?(f?10500)??(f?10500)]

?7.5[?(f?9500)??(f?9500)]?5[?(f?11500)??(f?11500)]?5[?(f?8500)??(f?8500)]4.10 解：H(s)?

111

???3 ?s?1RCs?110s?1

H(?)?

1

10?3

j??1

A(?)?

11?(??)

2

?

?(10?3

?)

?(?)??arctan(??)??arctan(10?3?)

Uy?10A(1000)sin(1000t??(1000))?10?0.707sin(1000t?450)?7.07sin(1000t?450

)

4.11 解：A(?)?

1?(??)

2

?(?)??arctan(??) 1

??10时，

A(10)?

?(0.05?10)

?0.816

?(10)??arctan(0.05?10)?26.56?

)?

1

??100时，

A(100?(0.05?100)

?0.408

?(100)??arctan(0.05?100)?78.69?

y(t)?0.5?0.816cos(10t?26.56?)?0.2?0.408cos(100t?45??78.69?)?0.408cos(10t?26.56?

)?0.0816cos(100t?33.69?

)

5.1 t)???

e??th(;(t?0,??0) ?0;(t?0)

R??

x(?)??h(t)?h(t??)dt????

e??te??(t??)??

dt

????

?e

????

e

?2?t

dt?

e2?

5.2 x(t)?A1sin(?1t??1?

?

2

)?A2sin(?2t??2?

?

2

)

由同频相关，不同频不相关得：

2A2Rx(?)?cos?1??cos?2? 22A12

4?5.3：由图可写出方波的基波为x1(t)??sin(?t?2)

Rxy(?)?2

?cos(????

2)

5.4: Sxy(f)?H(f)Sx(f)

H(f)?Sxy(f)/Sx(f)

Sxy(f)?F[Rxy(?)]

Sx(f)?F[Rx(?)]?F[Rxy(??T)]?F[Rj?T

xy(?)]e

H(f)?e?j?T

5.5:见图5-16

5.6:由自相关函数的性质可知:

?2

x?Rx(0)?Acos0?A

x2

rms?x?A

5.7:由对称性性质:

F{sinc2(t)}?1 f??

2?f??

2

?

?2

(t)dt?

??sinc2???df?? ?

2

篇8：岩土工程测试与检测技术

1 室内土工试验

包括土的物理、力学、化学和矿物等分析试验。目前土工试验分为观察判别试验、化学性质试验、物理性质实验和力学性质实验等。土的化学和矿物分析在工程中一般不做。化学分析包括测定土中石膏、易溶盐和难溶盐碳酸钙的含量, 腐植酸含量, 离子交换量和酸碱度等。在岩土工程中测定粘土矿物的类型采用矿物分析, 确定矿物类型除化学分析, 还用差热分析和X射线衍射分析等物理化学分析法。粒径分析试验是室内土工实验的一种。粒径分析试验是烘干碾散一定量的土后, 过筛、称重, 确定各粒径范围内土粒重的百分数。<2毫米的土团粒, 于水中浸润充分分散后通过2.0~0.1毫米的细筛。<0.1毫米的细粒土, 用移液管法或者比重计法确定粒径含量。通过筛分和比重计结合粒径分析试验。该实验应用于绘制土样的粒径分布曲线供土分类。

2 岩体力学实验

岩体力学实验主要是测试常规力学指标和分析研究岩体变形与破坏机理。

如单轴抗压强度试验:岩体的单轴抗压强度指岩体试样在单向受压直至破坏时, 单位面积上承受的最大压应力:

一般简称为抗压强度。依据岩石不同的含水状态, 分干抗压强度和饱和抗压强度。岩石的单轴抗压强度, 常在压力机上直接压坏标准试样测得, 也可同时进行岩石单轴压缩变形试验, 或者用其它方法。岩石的单轴抗压强度主要应用于岩体的强度分级和岩性描述。

3 岩土的原位测试技术

一般来说原位测试指在基本保持现场地籍图的天然结构、含水量及应力状态下对地基土的物理———力学性质指标进行测定的试验方法。根据理论分析或者经验公式, 经过这些方法对物理力学指标进行测定, 从而评定岩土的工程性能和状态。有些岩土工程因地质条件、结构条件与荷载条件较复杂, 理论计算方法难准确预计土体的应力-应变的变化, 在室内也难模拟现场地层条件及荷载条件。可靠的依据可由原位实验进行设计提供。岩土工程勘察与评价可通过原位测试获得岩土体实际参数, 而原位测试也是监测与检测岩土工程的主要方法, 且可用于施工过程中或地基加固处理后地基土的物理力学性质及状态的变化或检测。岩土的原位测试又可分作为获取实际参数的原位实验及作为提供施工控制和反演分析参数的原位监测两种。下面介绍原位测试的几种优点: (1) 免于取土样遇到的困难, 可测定难以采取不扰动试样的土层; (2) 在原位应力条件下进行试验, 可在采样过程中减小应力释放的影响; (3) 实验用的岩土体体积较大, 代表性较强; (4) 提高了工作效率, 使可勘探实验的周期大大缩短。

原位测试优点多, 但也有缺点: (1) 不同的原位测试的适用条件不同, 针对性强, 若使用不恰当则对结果的准确和合理产生影响; (2) 原位测试得到的参数和图的工程性质之间是建立在统计关系的基础上; (3) 影响原位测试结果的因素很复杂, 较难判断对策定制的准确性; (4) 原位测试中的主应力方向与实际岩土工程问题中多变的主应力方向存在着不一致的现象。

常见的原位测试有静力载荷试验, 静力触探试验, 圆锥动力触探试验, 标准贯入试验, 十字板剪切试验等。

本文以标准贯入试验为例说明。通过运用贯入器、触探杆和穿心锤三种工具, 利用落锤能量 (落锤质量63.5kg, 落距76cm) 将贯入器打入土中, 根据打入的难易程度来评价土的物理力学性质。计数方法是先将贯入器预先打入15cm, 不计数;后开始记录每10cm的击数, 累计打入30cm;最后将30cm的击数累加。若击数达到50击时, 贯入深度还未达到30cm, 则可停止试验, 记录50击时的实际贯入深度, 后再换算成30cm的击数, 即N=30*50/ΔS;若贯入器进入碎石土或碎块状岩石层出现反弹, 则停止试验, 击数记为“反弹”。标准贯入试验应用于利用贯入器采取的扰动样, 进行土层定名 (如表1) 及判别砂土的密实度 (如表2) 。还可应用于判别饱和砂土及粉土的液化、划分花岗岩风化带和估算地基承载力等。

4 现场监控

以实际工程作对象的现场监控, 在施工期前后对整个岩土体、地下结构和周围环事先设定点位, 按设定的时间间隔观测应力和变形现场。现场监测工作主要包括三个方面:

监测岩土所受到的施工作用及各类荷载的大小, 同时监测在荷载作用下岩土反应性状;监测建设中或运营中的结构物;监测岩土工程在施工及运营过程中影响周围环境的程度。如检验与检测地基加固。

5 原型试验

在现场地质条件下, 原型试验的对象是实际的地下结构物, 按设计荷载条件试验, 该实验直观、可靠。原型试验可更进一步验证工程勘察结果和设计结果的正确性。如桩基础的测试与检验。

桩基质量直接影响整个建筑物的安危, 桩基础应用广泛。由于施工隐蔽性较强, 质量问题难发现, 处理事故更难, 所以监测桩基础的工作在整个桩基工程中非常重要的环节, 唯有可靠的基桩监测评定结果, 才能确保桩基工程的质量与安全。

基桩的低应变检测试验是桩基础试验的一种, 测试前需收集土层断面图、桩的横截面积、长度和总体布置和打桩工程项目的一般性能等资料。测试前需消除浮浆, 使桩表面干净平整, 桩头具有压贴加速度计和用锤敲击的表面。测试步骤如下: (1) 将电源和仪器连接, 打开电源开关, 先预热数分钟后将测试仪器调到准备状态; (2) 在桩头平整位置安装加速度传感器; (3) 收集锤击的信号, 短促有力地用小锤多次锤击桩头; (4) 在微机屏幕上选取满意波形曲线后存盘; (5) 按照波的反射特性, 分析、计算记录曲线, 并评价桩身质量。在灌注桩施工中, 会出现夹层、空洞、离析及横断面缩小和扩大乃至桩身断裂, 影响桩基承载力及上部结构。因此桩的质量情况可通过桩的低应变检测试验了解。

6 结束语

随着各建设工程和科学技术的不断发展及应用, 既给岩土工程带来新的机会, 也给岩土工程提出了更高的要求。不断提高岩土工程测试及检测技术的研究不仅具有理论上的学术价值, 且具有广泛的工程适用价值。

摘要：随着科学技术的发展, 人们对建筑物的要求越来越高, 为提高人们的生活水平, 出现了各式各样的土木工程, 与过去的土木工程相比, 现代土木工程各方面都取得较大的进步。其中岩土工程测试与检测技术对工程起到关键的作用。岩土工程测试技术不仅在岩土工程建设实践中广泛应用, 且在形成和发展岩土工程理论起决定性的作用。测试技术使岩土工程设计更合理, 确保施工质量。文章就岩土工程测试与检测技术的主要内容做以下论述。

关键词：岩土测试技术,地基加固,检测

参考文献

[1]徐金刚.岩土工程实用原位测试技术[M].中国水利水电出版社, 2007.08.