(完整版)国内外工程物探技术现状

工程与环境物探在国内外的发展

工程与环境物探技术包括方法和仪器两方面。方法是物探工作的基础，包

括探测的基本原理、观测方式、资料处理方法及解释原理。仪器是物探数据采

集设备系统，包括发射、接收、模数转换、存储和处理等单元。在工程与环境

物探技术的发展中方法起主导作用，在很大程度上物探方法带动仪器的发展。

在这里从方法和仪器两个方面，回顾一下国内外工程与环境物探技术的发展现状。

在目前国内外的物探领域应用的地球物理技术从原理上分三类，即波动场

方法、感应场方法和谐和场方法。因对探测的可靠性和分辨率的要求高，所以

目前工程与环境物探领域主要使用波动类方法，配合少量的感应场方法和谐和

类方法。波动类方法包括弹性波方法和电磁波方法。波动类方法是以波的传播

速度、时间、传播规律等信息作为探测基础的，确定目标的位置、大小、和性质。

目前的工程与环境物探中使用的波动类方法包括弹性波方法和电磁波方法，前者包括地震波、声波、超声波，后者主要指雷达波。工程与环境物探领域习

惯上将电磁波和电磁感应和静电场等方法归在一起，称为电磁方法。近年来超

声波技术进展很快，发展起相控阵超声成像和超声导波检测技术。工程病害诊

断技术要求分辨率高、可靠性好，常使用地震CT、声波CT、电磁波CT和高密

度电法。有些方法可以在不同用途中选用，没有明显的界限。现分别进行评述。

1. 工程与环境物探中的弹性波方法及其发展现状

弹性波方法是目前工程与环境物探技术的主体，包含地震波、声波和超声

等方法。它们之间没有本质差别，都是利用弹性波的传播规律进行探测，差异

仅在于使用的振动频率、传播距离、分辨率不同。频率低于200HZ的弹性波为

地震波，200HZ和20KHZ之间的为声波，高于20KHZ的为超声波。因此，在这

里可以对三种波一并分析。

弹性波探测的理论基础是弹性波的传播规律，最基本的规律是反射、散射、折射定律。弹性波有代表压缩变形的纵波和剪切变形的横波，两种波在遇到界

面时要发生相互转换，在有自由界面存在的条件下产生表面波。弹性波在层状

介质内传播的基本规律是很简单的，即反射和折射定律。但是在具有边界、表面、内部界面、缺陷等不同结构存在的条件下，弹性波的传播特性变得十分复杂，会发生透射、反射/散射波、波型转换和导波；介质表面传播的Rayleigh

波和Love波，分层界面间的Stonely波，板中的Lamb波等；在板、柱、管等

有自由边界的结构内，弹性波存在多模态和频散现象，形成各类导波。此外，

不同尺度大小的异常结构，对不同波长的散射效应是不同的；了解波的这些传

播规律，是应用弹性波进行勘探和检测的基础。

由于研究对象的差异、观测条件的限制和研究精度的不同要求，需要采取不同

的观测方式和资料处理方法，由此在工程与环境物探中形成了几种不同的勘测

方法与技术。目前较常用的有8种，即反射波法、折射波法、散射波法、面波法、CT成像法、声波测速、相控阵扫描成像法和超声导波法等等。他们在观测

方式上各不相同，资料处理基于不同的原理、方法和处理流程，根据不同的参

数进行解释。

以地震波为手段的反射地震、折射地震、散射地震成像、地震面波等方法

主要用于场地和线路的工程勘查；以声波和超声为手段的反射与透射、声波散

射成像、声波CT、相控阵成像、超声导波等技术主要用于工程检测；地震CT

和声波CT主要用于工程病害诊断。现对各种方法的应用现状作以简单介绍。

地震反射波法

地震反射波法是地球物理学中发展最早的探测方法，理论基础是Snell定律。该方法假定介质近乎层状，横向变化小于纵向变化，反射面横向尺度远大

于波长（D＞3 ）。在石油与煤炭资源勘查中广为应用，已发展起以CDP/CMP为核心的资料处理技术，应用到3D地震勘探。工程勘查中借鉴这种石油勘探技术，在我国东部平原和古老山地工程场地与线路勘察中应用效果良好，但在西部造

山带地区因地质条件复杂，横向变化较大，应用效果很不理想。

地震折射波法

地震折射是发展最早的地震勘探方法之一，主要用于工程勘查。工作原理

是地震波在高速界面超临界角入射时的全反射理论。主要用于松散层与基岩接

触界面的追踪，勘探深度不大，对于基岩界面起伏不大的场合效果较好，工作

效率高。对于造山带地区基岩界面起伏较大的场合，勘探结果误差较大大。同时，对于有低速层的场合不适用。由于勘探精度较差，分辨层位较少，目前应

用减少。

地震散射波法

地震散射成像是近年发展起来新的观测与资料处理方法，它基于波动传播

的惠更斯原理，当弹性波入射到异常体时，异常体作为新的震源向周围介质散

射能量。根据接收到的散射波的运动学与动力学特征可确定异常体的位置与性状。散射方法在观测方案、资料处理方法等方面均与反射法不同，它以偏移成

像代替CDP叠加，以叠加能量最大原理代替速度谱分析。SSP地表地震剖面法

是基于地震散射，用于工程勘察。TST隧道超前预报技术也是建立在地震散射

理论基础之上的，在云南、重庆、四川隧道超前预报与地震边坡勘查中有很多

成功的应用。声波与超声散射方法主要用于工程检测，如相控阵声波与超声成

像技术都是建立在散射基础上的。散射方法可探测到尺度小于和等于波长的异

常体，在使用相同波长的条件下，散射成像技术可以比反射技术分辨出更细小

的异常体，分辨率提高一个数量级。

地震面波法

地震面波是工程勘查中常用的方法，特别是瞬态面波法。该方法是基于层

状介质自由表面面波的传播规律。当波动在自由表面附近传播时，能量随深度

呈负指数衰减，面波在传播中发生频散，不同频率的波透射的深度不同，相速

度不同。通过频率-速度曲线确定介质模量随深度的分布。该方法工作简便，但勘探深度不大，一般可达20-30米，在地质条件横向变化不大的地区效果较好，在东部地区的场地和线路勘察中有很多成功的应用实例。在西部造山带地区因

地质条件横向变化剧烈，勘探结果代表性较差。

工程CT成像法

工程CT成像方法是通过参量沿射线路径的积分来反演介质内部结构的成像方法（Computer Tomography），常用的成像物理量有介质的波速和衰减系数。从观测方式上分有透射CT和表面CT等种类，从参量上分有波速CT和率减CT

等种类。波速对介质力学模量敏感，率减系数对介质完整性更敏感。从使用的

波长、频率上工程又可分为地震波CT和声波CT，前者多用于工程地质勘察和

病害诊断，后者主要用于混凝土结构的检测与缺陷诊断。该方法分辨率高、可

靠性好、图像直观，是目前工程物探领域最受信赖的技术。国内外有很多地震

CT用于矿床构造勘查的成功实例，用于核电场地勘查、隧道病害诊断、边坡地

质条件评价的工程实例有几十个，满足了工程设计和病害治理的需要，效果很好。声波CT目前在混凝土桥梁整体浇注质量评价和缺陷诊断中发挥着重要作用，成功的应用实例已有几十个。

声波检测法

声波检测法是多种声波检测技术的统称，其中包括岩体、混凝土的声波波

速测量、声波基桩检测、声波锚杆检测、混凝土裂缝深度检测、成桥的VSP声

波测桩等。工作原理基于声波的直线传播、反射与绕射理论。声波检测种类繁多，新方法层出不穷。在铁路、高速公路、水电建设、市政工程建设中声波检测的领域越来越广。

相控阵超声成像

相控阵超声成像技术是近年来工程检测领域发展起来的最新的探测技术，

类似于医学检查诊断中的B超。它的基本原理是利用相移控阵技术形成干涉波场，在需要的方向和距离上相干叠加，达到聚焦的目的。同时，利用阵列接收

和合成孔径技术进行散射扫描成像。该技术因为发射和接收都具有空间的窄波

束特性，所以在空间上具有很高的横向分辨率。操作便捷，图像直观，分辨率高，便于工程应用。在金属结构探测中，超声相控阵探测深度可达10cm以上，分辨率达到0.5mm。英国、法国已开发出了主频1-3MHZ的超声成像专业设备，

在国内外飞机、航天器、油气管道、大型压力容器等金属结构的质量检测中发

挥了重要作用。混凝土质量检测的超声相控阵成像技术也已成熟，主频

100KHZ-1MHZ，探测的深度可达1m以上，分辨率为厘米级，在法国已开始实验。俄罗斯已开发出300KHZ的大功率超声反射CT成像设备，近几年来在地铁隧道

衬砌质量检测中应用效果良好，这是目前分辨率最高的工程物探技术，超过了

地质雷达。

超声导波检测技术

超声导波是近年发展起来新的超声检测技术。基本原理是利用板、柱、管

等结构体（波导体）中纵横波的多次反射、类型转换和相干叠加，形成了具有

不同振动模态的超声波。这些超声波在结构中传播遇到缺陷时形成反射与散射，通过接收不同模态的超声波可检测出不同部位的缺陷。导波的特点之一是具有

多种振动模态，每种模态具有独特的波结构，利用波结构的不同特点检测不同

部位缺陷；导波的特点之二是具有强烈的频散特性，不同模态、不同频率相波

速不同，应用中需要认真进行模态判别、频率分析和相波速测定。该技术的研

发主要起源于美国和英国，近几年发展很快，渐近成熟，我国已开始引进。主

要用于金属管道、压力容器、复合板材、飞行器结构的缺陷检测和质量控制，

取得了常规方法难以达到效果。特别是对于金属管道内腐蚀探测这类疑难问题，渴望有所突破。

2. 工程与环境物探中的电磁方法现状

电磁方法在工程勘查、工程检测及病害诊断中有独到的作用，是地震与声

波方法无法代替的，它对岩土介质的含水状态特别敏感，对寻找岩溶、断裂构

造十分有效。

电磁方法包含的种类很多，因工程与环境中勘测深度不大，要求的分辨率较高，一般仅下列几种方法常用，有高密度电法、瞬变电磁、地质雷达等三种。

高密度电法

高密度法是最常用的勘探方法，它是建立在静电场理论基础上的测量方法。基本工作原理是供电电极在半空间内产成电场，电场的分布与供电极的位置和

介质的电性分布有关，通过测量表面电压，推定地下视电阻率分布，解释地下

介质的构造特征。该方法一般情况下用于场地和线路勘查，探测深度在100m左右，不超过200m。但近年来通过改用高压供电和多点供电方式，一个排列的电

极数目可超过250个，勘探深度可超过400m，可分辨宽度5m左右的断层，性

能大大提高。在隧道地质超前预报中，用于寻找含水断层、岩溶等高导体构造

的位置，取得很好效果。在云南、重庆、贵州、宁夏、新疆的铁路与高速公路

隧道超前预报的实例已超过100座，有效地指导了隧道安全施工。

云南湾田3号隧道高密度电法预报岩溶与开挖对比

瞬变电磁方法

瞬变电磁方法原是金属矿勘查的手段，现在也用于工程与环境勘查。瞬变

电磁方法是一种电磁感应方法，其工作原理是通过供电线圈在地下产生磁场，

中断供电电流时磁场消失，在介质中诱发感生电流和磁场，从感生场的强度与

到达地面的时间可获知介质的电导率特征和埋藏深度。瞬变电磁方法用在坝体

的渗漏勘查、边坡含水区探测、隧道地质超前预报等工作中有很多较好应用实例。瞬变电磁探测的深度由几十米到几百米，太近的距离探测比较困难，也就

是盲区比较大。因为工作原理是电磁感应，所以探测的纵向和横向方的空间分

辨率较低。

地质雷达方法

地质雷达是目前工程中唯一的电磁波探测方法，它是分辨率最高的电磁方法。它的工作原理是向物体发射高频电磁脉冲（40MHZ-2GHZ），并接收其内部

界面的反射，通过分析反射波的幅值、极性与走时，可确定物体内部的界面与

结构性质。地质雷达早期的工作更多的是用于工程勘查，但目前主要是用于工

程质量检测。地质雷达操作简便，图像直观，分辨率高，在建设场地与线路的

浅层地质结构勘查、管线探测、隧道衬砌与混凝土结构质量检测、与含水性超

前预报中发挥着重要作用。地质雷达探测的距离较短，100MHZ天探测20-30m，900MHz天线探测1m左右，这是探地雷达的主要技术缺陷。

3. 工程与环境物探仪器的国内外现状总结

近年来国内使用的工程与环境物探仪器的大部分是国产的。地震仪、高密度电

法和声波仪等这类仪器基本已经国产化，能满足几百米深度的工程勘察的需求。如骄鹏公司生产的地震仪和电法仪性能基本能满足要求，国内每年需求量几十套。高密度电法的勘探性能已优于国外同类仪器。国内各类声波检测仪器近年

发展很快，质量在不断提高，生产厂家近十个，有代表性的如岩海公司、康科瑞、智博联等，产品包括小应变测桩仪、双道声波仪、锚杆检测仪等，国内仪

器的特点是生产规模较小，性能单一，一般多为2道，技术含量不高，基本是

模仿国外十年以前的技术，但性能基本能满足工程需要。

瞬变电磁仪国内试验生产的厂家有4-5个，但是性能多不理想，没有形成

市场化。技术上的主要问题是发射电流变化率小，灵敏度低，关断时间长，浅

部效果不好，发射与接收线圈互感大，对浅部电阻率影响较大。国外的瞬变电

磁仪器主要是面向找矿,性能指标不适合工程与环境需要.

工程检测使用的地质雷达目前基本上全部依靠进口，我国每年进口雷达数

目近百台。国外专业雷达生产厂家有8家，其中美国的GSSI，瑞典的MALA，意大利的RIDS三家在中国的客户最多。国内青岛电波所多年来也致力于开发地质

雷达，生产的LTD3已开始装备部队,并开发出生命探测雷达。

目前国外高技术检测设备发展很快，每年都有新仪器上市。如英国的电磁

感应钢轨检测仪、美国的GEM-5电磁感应金属探测器，美国、英国、法国的金

属超声相控阵扫描仪，俄罗斯的混凝土超声成像仪。美国和英国开发出几种超

声导波检测仪器,用于金属板材、复合板材、压力容器、金属管道等检测，其中英国的WTI公司的TELEST管道缺陷检测仪已进入中国，开始实验石油管道内外腐蚀缺陷检测。这些设备的技术含量很高，以成像技术为特征，目前国内还没

有类似产品。

对于我国工程与环境物探来讲，我感觉最大的不足在于仪器设备生产这块，方法与技术方面还算比较先进。现在的很多设备都要靠进口，国产的分辨率达

不到要求，要是我国能用上的自产的设备，再加上其技术，相信工程与环境物

探在中国会发展得更好。我国物探在工程方面用的还是比较多、比较广，但在

环境方面稍微有些差，要努力将我国的可持续发展与物探相结合。希望中国工

程与环境物探前景更加美好。

工程概况

工程概况 1、成都市成华区建设局在成都市建设北路拟建“成华公园配套设施用房建设工程”。该工程由成都美夏建筑设计有限公司担任设计。 该工程位于成都市建设北路，拟建5F建筑，框架结构，独立基础，以稍密卵石作为基础持力层，设1层地下室。场地±0.00=503.245m，地坪标高比 ±0.00标高低约2.2m（按501.00m计），基坑周长约为223m，本工程拟建建筑物设计基底标高494.8m~496.685m，结合基坑四周地层分布情况，考虑到局部地段基底标高附近软弱地基土需进行超挖换填等因素影响，确定本次基坑支护设计深度如下：基坑南侧最大开挖深度为5.9m，基坑东侧最大开挖深度为6.3m，基坑北侧和西侧最大开挖深度为5.0m。 2、支护结构形式为排桩+桩间挂网锚喷支护及放坡+网喷支护二种方式进行支护 3、本基坑为二级基坑，基坑允许暴露时间为8个月. 4、本施工图应根据建筑物设计施工图的调整进行相应的调整。二、工程地质及水文地质条件 1.地形地貌该工程位于成都市建设北路，交通方便。场地为拆迁后弃置场地局部为堆填近期建渣且分布有直径约1.0m的供水管，地势起伏较小。本次勘察范围内地面标高（以钻孔孔口标高为准）为500.58~502.24 m，相对高差1.66m。场地所处地貌单元为成都平原岷江水系一级阶地。 2、地层结构钻孔揭露深度范围内，场地地层从上至下依次为第四系全新统人工填土层、第四系全新统冲积层。地层特征分述如下: (1)、第四系全新统人工填土层杂填土：色杂。主要由新近回填卵石、砖瓦块碎片混少量粘性土等组成。成分杂乱，结构松散。湿。局部地段下部分布有0.20~0.30m厚度不等的细砂。素填土：

我国基坑工程发展现状

一我国基坑工程发展现状 随着城市建设的发展，高层建筑和市政工程大量涌现。有限的城市地面空间已不能满足人们日益增长的工作和生活的需要，于是人们开始向高空和地下寻求发展空间。目前，各类地下工程诸如越江、隧道、地下商场、地下民防等已随处可见。国外著名的地下工程有法国巴黎的中央广场，日本东京的八重洲地下街等。这些工程的共同特点是都要进行大规模地下开挖，必然导致大量的基坑工程产生。基坑工程是一个古老而具有划时代特点的综合性的岩土工程课题，既涉及土力学中典型的强度和变形问题，又涉及到土体与支护结构的相互作用问题。对于这些问题的认识及其对策的研究，将随着土力学理论、计算技术、测试技术以及施工机械、施工技术的发展而逐步完善。 1、基坑工程发展现状 早在20世纪40年代，Terzaghi和Peck等人就已经开始研究基坑工程中的岩土工程问题并提出了预估挖方稳定程度和支撑荷载大小的总应力法，这一理论一直沿用至今，只不过有了许多改进与修正；50年代Bjeruum和Eide给出了分析深基坑底板隆起的方法；60年代开始在奥斯陆和墨西哥城软黏土深基坑中使用仪器进行监测，此后大量的实测资料提高了预测的准确性，并从7O年代起产生了相应的指导开挖的法规。在以后的时间里，世界各国的许多学着都投人研究，并不断地在这一领域取得丰硕成果。90年代以来，随着城镇建设中高层及超高层建筑的大量涌现，深基坑工程越来越多，同时密集的建筑物、复杂的深坑形式，使得基坑开挖的条件越来越复杂。因此，对基坑开挖与支护的计算与设计理论、施工技术等的要求也越来越高。 基坑工程在我国出现较晚，2O世纪70年代，国内只在少数大工程项目中有开挖深度达10 m以上的基坑工程，而且是在较少或者没有相邻建筑物和地下结构物的地区。8O年代以来，我国首先在北京、上海、广州、深圳等大型城市大量兴建高层建筑，而高层建筑多数带有地下室，基坑支护工程随之剧增，基坑支护设计、施工与监测成为基础工程中的新热点。90年代以后，大多数城市都进入了大规模的旧城改造阶段，在繁华的市区内进行深基坑开挖给这一古老的课题提出了新的内容，那就是如何提高深基坑开挖的环境效应问题，从而进一步促进了深基坑开挖技术的研究与发展，产生了许多先进的设计计算方法，众多新的施工工艺也不断付诸实施，出现了许多技术先进的成功的工程实例。但由于基坑工程的复杂性以及设计、施工的不当，工程事故的概率仍然很高。 基坑支护技术在我国相对较年轻，无论是设计计算，还是施工、监控等方面都处在不断进步和发展的过程中。我国基坑工程的特点可以概括为“深、差、密、多、低”5个字，亦即我国的基坑越挖越深，工程地质条件越来越差，四周已建或在建建筑物密集或紧靠市政公路，基坑支护方法多，但是支护的成功率低。因此对于基坑工程还应进行精心设计与施工，提高对支护结构的要求，而且在建筑物稠密地区更应注意对于环境的保护，这样一来，虽然工期和施工费用均要提升，但是工程质量与安全性却可以得到相当的保证。 基坑工程分类较多，按照施工工艺大体分为放坡开挖及支护开挖两大类。放坡开挖既简单又经济，一般在条件具备时优先选用，但目前深基坑工程大多是在市内修建，基坑较深而场地往往又比较狭小，不具备放坡开挖条件，通常均采用有支护开挖。迄今为止，支护开挖型式已经发展至数十种，主要包括悬臂支护、内支撑或拉锚支护、组合型支护等。支护结构最早用木桩，现在常用钢筋混凝土桩、地下连续墙、钢板桩以及通过加固改良基坑周围土体的方法形成水泥土挡墙和土钉墙等。 2、基坑支护类型 基坑开挖的一个重要内容就是要保护其周边构筑物的安全使用。如何安全、合理地选择合适的支护结构并根据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。基坑支护类型有很多种，常见的有水泥土墙、土钉墙、锚杆、排桩与地下连续墙等l6]，以下简

工程物探思考题解答

1. 什么是工程物探？ 工程物探，是地球物理勘探的一个分支，它是应用地球物理学的原理进行工程地质调查的一种勘探方法。 2. 物探定义： 以岩矿石间的地球物理性质的差异为基础，通过接收和研究地质体（构造或矿体等）在地表及其周围空间产生的地球物理场的变化和特征来推断地质体存在状态（产状、埋深、规模等）的一种地质勘探方法 3. 常用物探方法有哪些？ 目前常用的方法主要有地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探、地球物理测井等。 地震勘探介质弹性差异勘探地震学波场 重力勘探介质密度差异 ?磁法勘探介质磁性差异非地震学 ?电法勘探介质电性差异 ?放射性勘探介质放射性差异辐射场 。地热测量地下热能分布和介质导热性地温场 3. 简述工程物探的应用范围. 1、第四系覆盖层探测； 2、隐伏构造破碎带探测； 3、岩体风化和卸荷带探测； 4、滑坡体探测； 5、岩溶探测； 6、地下水探测； 7、隧洞施工掌子面超前预报； 8、桩基质量检测； 9、4. 工程与环境物探的特点 1、勘探深度、勘探规模变化大，场地条件多变，勘探方法不能拘泥于常规，应灵活多变，综合应用。 2、探测对象结构复杂，具非稳定性或随机性，探测精度要求高，指标参数多，时常要求实时解释。 3、工作环境一般较差，噪声水平较高，场源选择时常受环境限制，要求仪器具有高灵敏度、高精度、高分辨率、高保真，且性能稳定可靠，抗干扰强，智能便携。要求工作人员要有一定的专业技术素质，且具有现场工作经验。 4、工期短，速度快，成本低，效益好。能清晰、无损地描绘探测对象的空间展布状态。 5、要加强新技术、新方法与新装备的研究应用，充分利用现代电子技术与计算机数字处理技术。 5.工程物探的主要研究内容 1、研究地质构造 2、研究介质体的状态和性质 3、环境检测与灾害调查 6. 地震波有哪些类型？简要说明各类地震波的特点 地震波有：纵波、横波与面波，在地震勘探中还有利用转换波、槽波等进行勘探的。 纵波以速度vp传播，其传播速度较其它波快，纵波比较容易激发与接收，地震勘探经常使用纵波来进行； 横波以速度vs传播，其传播速度与纵波相比较慢，横波在液体中不能传播，其与纵波联合勘探，可以得到岩土体的工程地质动态参数，为工程设计提供丰富数据；

土木工程的发展现状与趋势

土木工程的发展现状与趋势 一、土木工程的定义 土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。 二、土木工程发展历史概述 2.1古代土木工程 古代土木工程具有很长的时间跨度，它大致从公元前5000年的新石器时代到17世纪中叶，前后约7000年。在房屋建筑、桥梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了辉煌的成就。一些文明古国的不少传世杰作，至今巍然屹立。譬如我国的长城，埃及的金字塔等。公元6世纪建成的州桥，是世界上最早的敞肩式拱桥，于1991年被美国土木工程学会选为世界上地12个土木工程里程碑。 2.2近代土木工程 近代土木工程的时间跨度从17世纪中叶到20世纪中叶，前后约300年时间。在此期间，建筑材料从以天然材料为主转向以人造材料为主，建造理论也从主要以总结长期建造经验向重视科学兼顾经验转变。建造技术方面，一些性能优异的大型机械伴随着各种极为有效的施工方法的出现，使得人们开始能建造结构复杂或所处环境恶劣的土木工程。这一时期产生了很多具有历史意义的建筑，如1875年法国莫尼埃主持修建了一座长达16m的钢筋混凝土桥、1883年美国芝加哥在世界上第一个采用了钢铁框架作为承重结构，建造了一幢11层的保险公司大楼，被誉为现代高层建筑的开端、1889年法国建成了高达300m的埃菲尔铁塔，该塔已成为巴黎乃至法国的标志性建筑，被誉为现代高层建筑的开端。1886年美国首先采用了钢筋混凝土楼板，1928年预应力混凝土发明。1825年英国修建了第一条铁路、1863年英国伦敦建成了世界上第一条地下铁道等。 2.3现代土木工程 现代土木工程起始于20世纪中叶。发展至今，土木工程在建筑材料、结构理论和建造技术方面都取得了极其巨大的进步。 建筑材料方面，高强度混凝土、高强低合金钢、高分子材料、钢化玻璃越来越多地出现在建筑上。结构理论方面，利用电子计算机强大的运算和绘图能力，力学分析和计算的结果更加符合结果的实际情况，使得在结构设计上更为可靠。对于建筑技术，已经发展到机—电—计算机的一体化，施工过程中，不论是上天、入地还是翻山、下海，都已不是施工的障碍了；而焊接技术的普遍使用，也使得钢结构的发展进入了一个新的阶段。 现代土木工程造就的举世瞩目的建筑有：我国台北的国际金融中心，金茂大厦，马来西亚吉隆坡的石油大厦双塔楼，法国的诺曼底斜拉桥等。 三、对土木工程的现状的认识及其现代特点认识

工程物探常用方法及技术

工程物探常用方法及技术 工程物探——工程地球物理勘探的简称，它是以地下岩土层（或地质体）的物性差异为基础，通过仪器观测自然或人工物理场的变化，确定地下地质体的空间展布范围（大小、形状、埋深等）并可测定岩土体的物性参数，达到解决地质问题的一种物理勘探方法。 按照勘探对象的不同，工程物探技术又分为三大分支，即石油工程物探、固体矿工程物探和水工环工程物探（简称工程物探），我们使用的为工程工程物探。 工程物探技术方法门类众多，它们依据的原理和使用的仪器设备也各有不同，随着科学技术的进步，工程物探技术的发展日趋成熟，而且新的方法技术不断涌现，几年前还认为无法解决的问题，几年后由于某种新方法、新技术、新仪器的出现迎刃而解的实例是常见的。它是地质科学中一门新兴的、十分活跃、发展很快的学科，它又是工程勘察的重要方法之一，在某种程度上讲，它的应用与发展已成为衡量地质勘察现代化水平的重要标志。 常用工程物探方法及特点 ①电法勘探：包括电测深法、电剖面法、高密度电法、自然电场法、充电法、激发极化法、可控源音频大地电磁测深法、瞬变电磁法等； ②探地雷达：可选择剖面法、宽角法、环形法、透射法、单孔法、多剖面法等； ③地震勘探：包括浅层折射波法、浅层反射波法和瑞雷波法； ④弹性波测试：包括声波法和地震波法。声波法可选用单孔声波、穿透声波、表面声波、声波反射、脉冲回波等；地震波法可选用地震测井、穿透地震波速测试、连续地震波速测试等； ⑤层析成像：包括声波层析成像、地震波层析成像、电磁波吸收系数层析成像或电磁波速度层析成像等； 地下管线探测 主要检测内容： （1）金属管线探测 地下金属管线适宜用管线探测仪和探地雷达进行探测，管线仪对于金属管线探测具效率高、仪器轻便、结果准确等优点；探地雷达可用于埋深较大和密集管线的探测。 （2）非金属管线探测 目前地下非金属管线探测的首选方法是探地雷达。探地雷达具有连续无损探测、高效、高精度、易反演解释等优点。 使用探地雷达具有独特的天线阵技术，可以极大提高探测结果的精度和有效性。 考古探测 利用地下古代遗物与周边物质的物性差异，采用地球物理勘探手段对它们的平面位置、埋深、分布范围进行调查。利用雷达多天线阵列技术，探测的精度高，在小面积精确定位方面有无可比拟的优势；磁法探测能更快、更大面积地揭示地下遗址的面貌，结合已经为考古发掘与考古调查所认识的部分，加以典型影像校正，能更完整地认识遗址的全貌。 主要应用于找出遗址内土城墙、壕沟、坑、柱洞、房屋、墓穴等的位置及分布情况。 成都建测科技有限公司拥有领先的无损检测设备与检测系统方案，主要提供工程物探设备、基桩检测设备、建筑检测设备、路基基坑监测设备。

基坑工程技术发展二十年_方潜生

2012年10月上第41卷第374期施工技术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY 1 我国基坑工程技术发展二十年 应惠清 （同济大学土木工程学院，上海 200092） ［摘要］阐述了二十年来我国基坑工程设计理念和方法的演进，指出了有关水土压力的两个值得研究的课题。结合实际介绍了土钉墙、重力式水泥土墙、板式支护结构等支护结构和逆作法施工技术的发展和现状。［关键词］地下工程；基坑；水土压力；设计；施工技术；逆作法［中图分类号］TU753 ［文献标识码］A ［文章编号］1002-8498（2012）19-0001-05 Technology Development of Excavation Engineering of Our Country in Twenty Years Ying Huiqing （College of Civil Engineering ，Tongji University ，Shanghai 200092，China ） Abstract ：This paper introduced concept and method evolution of excavation engineering of our country in twenty years and pointed out two problems about lateral earth pressure worthy of study．It also described development and present situation of soil nailing wall ，gravity cement-soil wall ，plate retaining structure and top-down method combined with the actual situation． Key words ：underground ；foundation excavation ；lateral earth pressure ；design ；construction ；top-down method ［收稿日期］2012-09-20 ［作者简介］应惠清，教授，博士生导师，E-mail ：136********@163．com 自20世纪80年代末至今，我国经济和建设事业飞速发展，城市化建设促进了地下空间的开发，地下工程日益增多。二十多年来我国在基坑工程的分析理论、 设计方法、施工技术、监测手段等方面都取得了长足的进步。基坑工程的规模由中小型基坑发展到大型、超深基坑；运用范围则从建筑、市政工程拓展到桥梁、 铁路、地铁等工程；发展区域也从大城市向中、小城市发展。著名建筑施工专家赵志缙教授曾说：“如果把历史推前20 30年，那时还没有‘基坑工程’这个组合名词”。我国20世纪中有关地下工程专著或教材还很少见，这些年的发展已使基坑工程成为建筑和岩土工程的一个重要分支。住房和城乡建设部颁布的建筑业十项新技术的几个版本中都把基坑工程置于首位，也显见基坑工程在我国建筑业发展中的地位和作用。1 我国基坑工程发展的两个阶段 近二十多年来，我国社会、经济和建设事业高速发展是基坑工程发展的前提。与此同时，结构工程和岩土工程理论的发展，结构、岩土、材料、施工、 信息等多学科的结合，计算技术的发展和应用以及新材料、新工艺、新设备、新技术的开发为基坑工程发展奠定了坚实的基础。 我国在基坑工程技术近二十年的发展历程大略可分为两个阶段。第一阶段是20世纪80年代末到90年代末， 这是一个研究、探索阶段。这一时期我国开始了一个城市建设高潮，大城市的土地日趋紧张，开始地下空间的开发和利用，涌现了大量地下工程。而之前的基坑一般规模较小，多为房屋建筑的基础、地下室或城市市政管沟基槽，工程界尚缺乏大型深基坑的设计与施工经验。于是北京、上海、深圳、广州等大城市的工程技术人员率先开始进行研究、探索和大量工程实践。第二阶段是21世纪初的十年，这是基坑工程技术的发展阶段。这十年中，基坑工程的设计理论和施工技术得到了进一步的发展和提升，并开始进行实时的施工监测，以信息化指导设计和施工，并研究开发了基坑设计施工的反分析、环境控制及风险防范系统和应用软件。 我国基坑工程两个发展阶段的重要标志是：①第一阶段，在2000年前后颁布了一批有关基坑工程的国家行业标准和地方标准，这些规范（规程）总结了我国基坑工程前十年的研究成果和实践经验，

工程物探技术在地质勘察中的应用解析

工程物探技术在地质勘察中的应用解析 发表时间：2018-08-13T13:26:37.303Z 来源：《防护工程》2018年第7期作者：任长安 [导读] 随着物探方法在工程地质勘察工作中的应用程度不断加深，促使现代地质勘察水平得到了快速提升，也为工程地质勘察工作的顺利开展 河北省水利水电勘测设计研究院天津 300250 摘要：随着物探方法在工程地质勘察工作中的应用程度不断加深，促使现代地质勘察水平得到了快速提升，也为工程地质勘察工作的顺利开展，创造出良好的先决条件。因此，唯有逐步加强对物探方法在工程地质勘察中的应用研究，才能有效推进我国工程地质勘察工作的发展进度，也才能为物探技术的应用范围与应用深度发展，贡献出相应的力量。 关键词：工程物探技术；地质勘察；应用分析 引言 随着经济的日益增长和时代的飞速进步，在工程地质勘察的工作中，物探方法作为一种常用辅助手段，它的实用性很高，被勘测人员广泛使用，起着至关重要作用。本文主要介绍各种物探方法在工程地质勘察中的应用，为工程地质工作者提供一些实质的参考。 1工程物探勘察的特点 受地质条件变化的影响，地质体的物理场将会由此发生变化。例如现阶段自然界中所常见的电场、磁场、重力场以及地震波场等，均是极易受地质条件影响而产生变化的物理场种类。而由于此类物理场的变化，人们便可通过与其相对应的物理勘探方法（电法、磁法、重力法以及地震法等），对工程地质情况做细致化、灵活化、高效化以及精确化的勘测。而在具体工程地质勘察中，物探方法所具备的特点为：其一，工程探测深度相对较浅。涉及到工程中的地质勘探，通常勘察范围在几米至几十米之间。其二，勘测精度较高。通常情况下，工程中对于物探方法的应用精度要求同样较高，若存在较大误差，不仅会影响到工程质量、施工进度等，更会造成人身伤害及财产损失。 2物探方法与工程地质勘察的联系 物探方法为工程地质勘察提供了便利，使工作可以更高效地进行，使我国合理地开发资源并且有效地做大量的环保工作。目前物探方法主要服务于环境保护、资源开发和保护、工程建筑等方面。随着我国科技的不断改革和创新，物探方法在各个方面的应用取得了非常大的实质性突破，不断地促进我国各个领域飞速发展，取得了显著地成果。以往常用的工程地质勘察方法有：标准贯人实验、钻探取土、双桥静力初探等，这些勘探技术都为促进各个行业的快速发展有积极的作用，有时候选择其中一种勘察方法得到的结果很局限，如果可以几种勘察方法结合使用，可以得到更加精确的结果，做出正确的判断，从而提高工程地质勘察的效率和质量。 随着我国综合国力不断提高，对工程建设质量的要求也越来越高，因此在工程项目进行之前，就要对工程地质勘察的准确性严格把关，尽量把误差减小。如果在工程地质勘察阶段出现任何纰漏，都会对工程项目的质量产生巨大的影响。因此要想高效完成地质勘察的任务，必须要把物探方法和地质的相关工作相结合进行。以往都是根据已有的地质资料分析，然后选择地质工作和地点进行下一步的勘察，然而已有的资料记录不是很全面、准确，需要地质勘探的工作人员使用精密专用的仪器进一步勘测，确保勘测结果的准确性，改善勘测的质量，进一步提高工程地质勘察的水平。 3常用物探方法在工程地质勘察中的应用分析 3.1地震波层析成像技术 地震波层析成像技术是一种先进的工程物探技术，主要是通过浅层地震仪对工程地质进行全面勘察。地震波层析成像技术不仅能够准确排除地表的障碍，还能全面分析地层中风化层。勘察人员可以利用地质钻探技术实现对地层的深层次剖面探测。一是电缆长度的限制，另一方面是钻井深度，限制了地震波层析成像技术的发展，对地层进行深层次的勘察，就必须要进行深部钻井，这就要求较深的钻井以及较长的电缆，而一旦钻井深度过大就无法保证电缆传输的稳定，会影响到成像的清晰度，影响勘察精度。近年来，随着钻井施工技术以及远距离输电技术的发展，制约地震波层析成像技术发展的因素影响也越来越小，地震波层析成像技术的应用前景也越来越广阔。 3.2重力勘探 所谓重力勘探，即是利用组成地壳的各种岩体于矿体的密度差异而引起的重力变化进行地质勘探的一种方法。由于此种勘探方法的设定基础为牛顿的万有引力定理，则顾名思义此种勘探方法便被称之为重力勘探法。此种方法所具备的精度程度极高，在应用时，只要勘探地质体与附近范围内的岩体存在密度差异，便可通过精密仪器（重力仪、扭秤等）对重力的异常情况进行精确测量。现阶段，众多工程地质勘探项目中，已经广泛应用重力勘探方法进行勘探工作，且勘察效果优良，勘察结果准确度极高。同时，由于其所具备的特性，使其在工程地质勘察中的应用程度显著加深。例如：将重力勘探与工程拟建区地质以及相关物探资料进行整合后，便可对拟建区覆盖层下的矿体性质与地质构造等进行准确的推断，进而为工程建设做出准确的勘测数据，以供工程设计使用。但需要注意的是，此种重力勘探法仍具有较为显著的缺点，即在天气、地形以及有振动发生的情况下，其勘察的效果将很难确保准确性与科学性。 3.3高密度电法探测技术 该种探测技术也被称为高密度电阻率技术，属于在常规电法基础上衍生出的全新地质勘察技术类型。这项技术本身是通过对岩土介质当中的现存差异，并在具体勘察当中，专门由工作人员借助相应的勘察地点来进行电场施加。然后借助所检测的传导电流变化与分布的情况，判定岩土本身的性质。通常较高密度的电阻率技术能够准确的测量装置本身的大小、位置及排列情况等，还可充分借助对地下电流分布实施监测的情况来深入探测地面电场本身变化规律，从而精准的计算出地表电阻率，最终由电阻率规律来判定岩土本身性质。 以采用物探技术找水实例展开论述：针对某个区域内地层进行地质勘察，发现该地质层相对来说较为简单，并且其表层具体表现为第四系。并且其基岩也主要是由二叠系老山段砂岩与泥岩以及常夹煤层组合而成。所采用的主要物探找水方式是在实际地形和其他障碍地形基础上来进行，具体在东西、南北两个方向进行高密度电法剖面布置，并设定其电极数为120根，其点距需控制在3m的范围。具体的测量当中，针对电性的测量结果主要是南北向剖面基岩相对均匀的电性，并显示无异常情况；东西向剖面产生异常时，主要处于100-160桩号的基岩内部，将呈现出相对低阻异常区域。其电阻率小于150Ω，其中m表示第四系基本状况；当电阻值高达600Ω时，m以上则均为基岩。由此

土木工程的发展现状与未来发展趋势

土木工程的发展现状与未来发展趋势 [摘要]现代土木工程发展现状可以从以下几个方面论述：土木工程材料，功能要求多样化，城市建设立体化，交通工程快速化，工程设施大型化，随着科技的迅猛发展，土木也面临着各种挑战与机遇，因此，为了跟上时代的步伐，土木工程未来发展趋势也将从几个方面进行：重大工程项目奖陆续兴起；土木工程将向太空、海洋、荒漠开拓；工程材料向轻质，高强，多功能化发展；设计方法精确化，设计工作自动化；信息和智能化技术全面引入土木工程，还有土木工程的可持续发展等等。 [关键词]土木工程材料发展趋势多功能可持续发展智能化立体化 一、目前土木工程的发展现状 1、在土木工程材料方面，从早期使用的砖、瓦、砂、石、灰、木材到近代使用钢材，水泥，混凝土，直到现代的高强度混凝土（高强度就是增加混凝土的密实性，最常用的方法就是用极细的活性颗粒渗入混凝土，使它们在水泥浆中的细微孔隙中水化，减少和填充混凝土的毛细孔，达到增密和增强的作用。）、高性能混凝土（超高的强度、低渗透性、良好的结构性能、优越的耐久性、可观的经济效益、环保性，有关常规的混凝土物理，力学性能指标亦要根据不同的使用要求而有所提高或改善。）、纤维混凝土（在混凝土加入合成材料纤维丝成钢纤维，是由纤维和水泥基料，如水泥石，砂浆成混凝土，组合的复合材料的统称），纤维混凝土能增强塑性混凝土的抗拉能力，显著降低其塑性流动和收缩微裂纹。这种减少或消除塑性裂纹使混凝土获得其最佳的长期整体性。这些纤维呈各向均匀地分布于整个混凝土，使混凝土得到辅助的加强，以防止收缩裂缝。在随处都有纤维的混凝土中，亦可最大限度地减少在受力状态下混凝土可能出现裂缝的宽度和长度。 绿色建材（绿色建材指在原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中对地球环境负荷最少和有利于人类健康的材料。绿色建材的基本特征是：建材生产尽量少用天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物；采用低能耗，无污染环境的生产技术。）其成果有以粉煤灰、空心砖、以磷石膏，脱硫石膏等等。

基坑支护国内外研究现状

基坑支护国内外研究现状 基坑工程是个特殊的而且复杂的岩土工程问题，涉及的面很广，对其研究现状不能面面俱到地介绍，下面简单阐述本文涉及的几个方面的研究现状。 在土压力计算方面，目前常用的还是郎肯土压力理论和库伦土压力理论。这两个经典理论的计算结果虽然与实际有一定出入，但是因为其简单实用，操作性强，所以在工程中得到普遍应用。土层位于地下水位以下时，土压力有水土分算和水土合算的方法，对于碎石土，砂性土等强透水性土，进行水土分算是没有异议的，但是对于粘性土等不透水（弱透水）土层的水土合算还有较大争议，上海地区的《基坑规范》规定应进行水土分算，韩红霞认为基坑支护的土压力计算可以采用水土分算也可以采用水土合算的方法，关键在于采用合适的强度指标[5]。金永涛等通过工程实例，证明了在渗透性很小的土层采用水土合算，计算结果与实际较为接近[6]。王洪新针对水土分算和合算结果存在跳跃性，提出了一个水土压力分算与合算的的统一算法。在实际使用中，由于粘性土的孔隙水压力难以确定，往往采用水土合算的方法。 在支护结构计算方面，计算方法大致可以归纳为三类：静力平衡法，弹性地基梁法和有限元法。静力平衡法包括等值梁法、二分之一分担法、连续梁法等，计算较为简单，但只能计算结构内力弯矩，难以计算出结构的变形。弹性地基梁法也叫弹性抗力法，是基于基坑内侧土体没有完全达到被动状态提出的改进方法，把支护桩（墙）看做弹性地基上的梁来处理，内支撑和锚杆用弹簧来代替，根据基床系数分为m法，K法，C法三种，最常用的是m法。有限元法是最可靠最有前景计算方法，借助专门的计算机辅助软件，通过有限元模型，可以对复杂基坑进行整体三维分析。 在支护方案优选方面，由于支护形式不唯一，计算理论不唯一，基坑支护方案的选择属于多目标决策问题，由于评价指标的模糊性，往往很难确定哪个是最优方案，咨询专家意见是最常用的办法，但是专家们本身就没有统一的看法，加之存在个人偏好，也无法保证所选方案为最优。对此，很多学者和工程人员通过研究提出了很多优选决策方法，比如模糊综合评判法，层次分析法，奖罚函数法等，力图将定性评价“量化”，减少个人主观因素的影响，根据计算结果选出最优方案。 在细部设计方面，目前还缺少具体的计算设计方法，主要是依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）（以下简称《规范》）、地方规范以及工程经验来设计，比如对于桩径，桩间距的选取，规范只是按经验给了一定的范围，而没有具体的计算方法，这方面的研究也较少。 在设计软件方面，由于基坑支护设计的计算量、验算量大，手算费时费力，并且不一定准确，在此情况下，许多基坑设计软件应运而生，目前国内的基坑设计软件主要有北京理正、武汉天汉、同济启明星、PKPM等，它们都是依据相关规范设计的，对于某些计算，还增加了调整系数，以满足不同地区不同设计人员的需要。

深基坑支护技术现状及发展趋势

深基坑支护技术现状及发展趋势 李钟 （中建一局西诺公司，北京） 1 基坑工程发展概况 基坑工程是一个古老而又有时代特点的岩土工程课题。放坡开挖和简易木桩围护可以追溯到远古时代。人类土木工程活动促进了基坑工程的发展。特别是到了本世纪，随着大量高层、超高层建筑以及地下工程的不断涌现，对基坑工程的要求越来越高，出现的问题也越来越多，促使工程技术人员以新的眼光去审视基坑工程这一古老课题，使许多新的经验和理论的研究方法得以出现与成熟。 在本世纪30年代，Terzaghi等人已开始研究基坑工程中的岩土工程问题。在以后的时间里，世界各国的许多学者都投入研究，并不断地在这一领域取得丰硕的成果。基坑工程在我国进行广泛的研究是始于80年代初，那时我国的改革开放方兴未艾，基本建设如火如荼，高层建筑不断涌现，相应地基础埋深不断增加，开挖深度也就不断发展，特别是到了90年代，大多数城市都进入了大规模的旧城改造阶段，在繁华的市区内进行深基坑开挖给这一古老课题提出了的新的内容，那就是如何控制深基坑开挖的环境效应问题，从而进一步促进了深基坑开挖技术的研究与发展，产生了许多先进的设计计算方法，众多新的施工工艺也不断付诸实施，出现了许多技术先进的成功的工程实例。但由于基坑工程的复杂件以及设计、施工的不当，工程事故发生的概率仍然很高。 任何一个工程方面的课题的发展都是理论与实践密切结合并不断相互促进的成果。基坑工程的发展往往是一种新的围护型式的出现带动新的分析方法的产生，并遵循实践、认识、再实践、再认识的规律，而走向成熟。早期的开挖常采用放坡的形式，后来随着开挖深度的增加，放坡面空间受到限制，产生了围护开挖。迄今为止，围护型式已经发展至数十种。从基坑围护机理来讲，基坑围护方法的发展最早有放坡开挖，然后有悬臂围护、内撑（或拉锚）围护、组合型围护等。放坡开挖需要有较大的工作面，且开挖土方量较大。在条件允许的情况下，至今仍然不失是基坑围护的好方法。悬臂围护是指不带内撑和拉锚的围护结构，可以通过设置钢板桩或钢筋混凝土桩形成围护结构。它也可以通过对基坑周围土体进行南改良形成，如水泥土重力式挡墙结构。为了改善悬臂式围护结构的受力性能和变形特性，满足较深基坑的支档土体要求，发展了内撑式围护和拉锚式围护结构。为了挖掘围护结构材料的潜在能力，使围护结构形式更加合理，并能适合各种基坑形式，综合利用“空间效应”，发展了组

(建筑工程管理)工程物探基础方法及案例分析

（建筑工程管理）工程物探基础方法及案例分析

反射波法、折射波和透射波法在工程勘查中的基础方法 原理及其实测案例分析 前言 地震勘探是通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探是钻探前勘测石油和天然气资源的重要手段。在煤田和工程地质勘察、区域地质研究和地壳研究等方面，地震勘探也得到广泛应用。20世纪80年代以来，对某些类型的金属矿的勘查也有选择地采用了地震勘探方法。目前的流行的地震勘探方法主要有反射波法、折射波法、透射波法、瑞雷波法和桩基无损检测法。本人认为桩基无损检测法实际上也是应用地震波发射波法检测桩基的完整性，故在本文中擅自将桩基无损检测法归纳入反射波法当中。 二、正文 1、反射波法的应用 反射波法是利用地震反射波进行地质勘探的方法。通常在激发点附近，即深层折射波的盲区以内接收反射波。在巨厚沉积岩分布的地区，壹般在几公里的深度范围内能有几个到几十个反射界面，故能详细研究浅、中、深层地质构造。根据反射波的资料，可求地震波在覆盖层的传播速度和大段地层的层速度，进而能准确地求得界面的埋藏深度且进行大段的地层对比。由于反射波法壹般在激发点附近观测，受激发时产生的干扰及地表结构的影响较大，故随时都必须注意消除干扰，以获取质量良好的反射资料。 1、1桩基无损性检测 下面例举利用地震反射波法进行桩基完整性检测的试验: 1、1、1桩基无损性检测原理 桩基础是建筑结构工程重要的基础形式之壹,由于工程地质及施工技术等方面的原因,部分桩常出现断裂、离析、夹泥、缩颈,严重影响基桩的承载力。为了保证工程质量,需要对基桩进行检测。对于桩基的低应变动态检测通常采用低应变反射波法。它的主要检测方法是通过激励锤在桩顶施加激振力,在桩顶产生压缩波。该波沿桩身向下传播过程中,遇到不连续界面、截面大小发生变化至桩底时,由于波阻抗发生变化,将产生反射波。利用传感器、信号线及数据采集系统将反射波的时程、幅值和波形特征记录下来,然后通过分析系统来判定桩的完整性情况。 反射波法的理论基础是壹维波动理论,当弹性波沿着垂直截面的方向从壹种介质到另壹阻抗不同的介质,在界面将会产生扰动,分别以反射波和透射波在俩种介质中传播。 （杆的壹维波动微分方程） （通解采用行波形式） 波的阻抗其中ρ为桩的质量密度,c为波速,A为面积,根据阻抗发生变化界面处的连续条件可得: 其中Z1和Z2分别桩界面变化处的上、下部的阻抗。当VR和VI同号,说明反射波和入射波同相位,即Z1>Z2,桩阻抗由大变小,此处桩发生了断裂、砼离析、夹泥、缩颈或摩擦桩底反射。当VR和VI异号,说明反射波和入射波反相位,即Z2>Z1,桩阻抗由小变大,此处桩发生了嵌岩桩底反射或扩颈。 假设桩为壹维线弹性杆,其长度为L,横截面积为A,弹性模量为E,质量密度为ρ,弹性波速为C(C=E/ρ),广义波阻抗为Z=AρC;推导可得桩的壹维波动方程: 假设桩中某处阻抗发生变化,当应力波从介质Ⅰ(阻抗为 Z1)进入介质Ⅱ(阻抗为Z2)时,将产生速度反射波Vr和速度透射 波Vt。 令桩身质量完好系数β=Z2/Z1,则有

土木工程现状

浅谈土木工程的现状和发展 摘要：随着我国的经济的发展，人民生活水平的提高，人们对于物质及精神方面的需求也越来越高，加上由于改革开放的政策使得我国在建设社会主义事北方面贏得了很大的胜利。当然，这也带动着我国土木工程行业的进一步发展。土木工程是建设国家的必要保证，几十年的探索与改革使得土木工程在现实的实践中取得了不容置疑的成效，关于其中的结构力学和工业设计都可以达到世界领先的水平。在近几年，科技的进步也为土木工程的长足发展增添了必不可少的动力，尤其是在高层大跨结构工程方面取得的成就更是不容忽视。所以，针对当今土木工程的发展形势，结合我国国情以及社会需要，笔者通过自身经验对土木工程的现状与未来发展趋势进行探讨。 一、土木工程的定义 土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既包含建造工程中所涉及到的材料、设备以及勘察、设计、施工、保养维护等活动；同时也包括工程建造的对象。可以说土木工程是一门内涵广泛、结构复杂、门类众多的学科，。 土木工程与人类的生活密切相关，也就是说人们的衣、食、住、行处处都与土木工程相关联。其中“住”直接依赖于各种类型的建筑物，而对于“衣、食、行”的影响表现为：可以通过兴修水利、建造农田灌溉设施以及城市供水系统来解决人们的衣食的问题，另外还可以通过建造道路桥梁来解决人们的出行问题。总之，土木工程与人类

社会的发展是相辅相成的，我们可以从土木工程所建造的建筑物中直接察觉出各个历史时期的经济、文化、科技现状。 土木工程在漫长的发展过程中，已经取得了许多具有历史意义的成就，这些成就不仅仅是体现在工程建造的安全性和经济性方面，更重要的是在结构力学的理论分析或者结构设计的手段和技术等方面有了许多突破性的进展。 二、土木工程的发展现状 土木工程的发展主要可以分为天然材料、砖瓦材料、钢铁材料以及混凝土材料四个阶段。早期人们的土木工程的研究仅仅局限于泥土、木材以及石料等天然材料。我国在公元前十一世纪开始出现砖瓦的制造，这种就地取材进行加工的建筑材料在结构力学方面要明显优于传统的泥土和木材，因此逐渐被广泛应用，直至18～19世纪，在长达两千多年时间里，砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料。 直到17世纪70年代开始使用生铁、19世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋，这便是土木工程的发展第二次飞跃。从19世纪中叶开始，冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材，这些材料更加适应现代化城市发展的需要，因此对于土木工程的发展有着巨大的推动作用。 19世纪20年代，波特兰水泥制成后，混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土构件易于成型，但混凝土的抗拉强度很小，用途受到限制。19世纪中叶以后，钢铁产量激增，随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料，其中钢筋承担拉力，混凝土承担压

土木工程的发展现状与技术创新

土木工程的发展现状与技术创新 摘要：现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。本文论述了土木工程的涵义、现状及未来的发展趋势。 【关键词】土木工程空间开发新材料新趋势土木工程有面临的挑 战土木工程发展方向 引言： 纵观人类文明史，土木工程建设在和自然斗争中不断地前进和发展。在我国的现代化建设中，土木工程业越来越成为国民经济发展的支柱产业。同时，随着社会和科技的发展，建筑物的规模、功能、造型和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化，所采用的新材料、新设备、新的结构技术和施工技术日新月异，节能技术、信息控制技术、生态技术等日益与建筑相结合，建筑业和建筑物本身正在成为许多新技术的复合载体。而超高层和超大跨度建筑、特大跨度桥梁及作为大型复杂结构核心的现代结构技术则成为代表一个国家建筑科学技术发展水平的重要标志。所有这一切都说明在土木工程中越来越体现了技术与创新的作用，谁能在世纪之交把握住土木工程学科的发展趋势。谁就能在知识经济时

代开创土木工程学科的新纪元。 一、土木工程的涵义 土木工程(Civil Engineering):是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。它既指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施，如建筑工程、铁路工程、桥梁工程、港口工程等，也指应用材料、设备土地上所进行的勘测、设计、施工等工程技术活动。土木工程是社会和科技发展所需要的“衣、食、住、行”的先行官之一；它在任何一个国家的国民经济中都占有举足轻重的地位。经过多年的发展，目前土木工程的实践和研究己取得显着成就，无论是结构的力学分析，还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段，都有了非常大的突破；特别是近若干年，在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来，土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。 二、土木工程的发展现状 我国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过，且发展很快，尤其在近年来，发展极为迅猛，几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现，新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快，数量之巨，令世界各国惊叹不已。 截止2000年底，我国铁路运营路程已达6．78万公里，居世界第4位，亚洲之首。铁路朝着城市轻轨和地铁两方而发展。同时，我国也在积极建造高速铁路，武汉至广州的高速铁路运营时间仅需4小时。此外，磁悬浮列车也在发展。桥梁工程也取得了惊人的成就，伴随着桥梁类型

基坑工程现状和发展

基坑工程和现场监测的现状和发展 1 基坑工程现状 随着城市建设的发展，各类用途的地下空间已在世界各大中城市中得到开发利用，诸如高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车站、地下停车库地下街道、地下商场、地下医院、地下仓库、地下民防工事以及多种地下民用和工业设施等。近 20年是我国城市基坑工程发展最为迅猛的时期，针对城市地区用地紧张和地价昂贵的状况，开发商总是设法提高土地的空间利用效益。由于向上伸展受到容积率的限制，因而加大对地下空间的利用则成为有效的选择。深基坑开挖与支护技术得到了前所未有的发展和推进。 目前常见的深基坑支护类型： 1）钢板桩支护 钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成，把这种钢板桩互相连接就形成钢板桩墙，被广泛应用于挡土和挡水。目前钢板桩常用的截面形式有U形、Z形和直腹板型。钢板桩由于施工简单而应用较广。 2）深层搅拌支护 深层搅拌支护是利用水泥作为固化剂，采用机械搅拌，将固化剂和软土剂强制拌和，使固化剂和软土剂之间产生一系列物理化学反应而逐步硬化，形成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩墙，作为支护结构。适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土等土层，基坑开挖深度不宜大于6m。对有机质土、泥炭质土，宜通过试验确定。

3）排桩支护 排桩支护是指柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻（冲）孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式间隔布置包括桩与桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但各桩之间的联系差必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠联接。 4）地下连续墙 地下连续墙具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果，适用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境，尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况，因此在国内外的地下工程中得到广泛的应用。并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构，又是拟建主体结构的侧墙，如支撑得当，且配合正确的施工方法和措施，可较好地控制软土地层的变形。 5）土钉支护 土钉支护是用于土体开挖和边坡稳定的一种挡土技术，由于经济、可靠且施工快速简便，已在我国得到迅速推广和应用。 土钉支护的使用要求土体具有临时自稳能力，以便给出一定时间施工土钉墙，因此对土钉墙适用的地质条件应加以限制。 另外还有锚杆或喷锚支护、拱圈支护逆作法支护、悬臂桩支护方式、门式悬臂支护方式、内支撑支护工程和排桩+预应力锚索等。 深基坑支护技术虽已在全国不同地区、不同的地质条件下取得了

岩土工程勘察的意义及其新技术运用

岩土工程勘察的意义及其新技术运用 发表时间：2016-11-17T11:27:28.733Z 来源：《基层建设》2015年12期作者：杨俊岭 [导读] 摘要：我国是一个地质灾害频发的国家，特殊岩土类型众多，岩土工程问题复杂，施工前必须对岩土工程进行勘察。本文分析了岩土工程勘察的意义，并探讨物探技术的发展趋势与勘察的数字化技术。 中冶沈勘工程技术有限公司辽宁沈阳 110016 摘要：我国是一个地质灾害频发的国家，特殊岩土类型众多，岩土工程问题复杂，施工前必须对岩土工程进行勘察。本文分析了岩土工程勘察的意义，并探讨物探技术的发展趋势与勘察的数字化技术。 关键词：岩土勘察；数字化；物理探测 一、岩土工程勘察的意义 岩土工程勘察的主要目的是运用工程地质学等相关理论，应用科学的勘察方法，利用先进的测试技术及仪器，依照一定的程序对建筑项目场地进行调研。调查、分析、研究与工程建设相关的工程地质条件、施工建设对所在地及周边自然地质环境造成的影响等内容，并对勘察成果及技术参数进行评价和设计，以便为工程建设的基础设计及施工提供科学、详实、准确的工程地质资料及技术参数。伴随着经济的快速发展，我国建筑行业也迅速扩张。工程项目的不断增多使工程施工中遇到越来越多的问题，施工的地质条件也变得越发的复杂。在目前我国的各项工程项目中，岩土工程勘察是保证各项工程顺利进行的基础，我国岩土工程相关技术的不断更新和发展，岩土工程勘察技术的手段和方法也在不断的提高。在国内很多建筑企业已经能够独立完成复杂工程的勘察和施工，这些施工项目主要含有超高层建筑处理复杂地基、围海造陆等。 二、工程地球物理勘察 工程物探在我国已有40 多年历史，早期主要引用传统的物探方法，如地面直流电法、电测井等，方法单一，多解性强，误差很大，效果不理想。近年来，开发了适应工程需要的新技术、新方法、新领域，并与岩土工程测试密切结合，逐步显示出它的生命力。工程物探既有勘察的功能，又有测试的功能，全称是否可改为“工程地球物理探测”。工程物探的技术含量很高，是一种非破损探测技术，随着相关的物理技术与计算机技术的迅猛发展，在今后15 年内可能有更大的飞跃。 由于工程物探具有探测深度较浅，范围较小，精度要求较高，成本要求低等特点，传统的物探方法不能照搬，有的可以移植，有的可以改造和借鉴，更多的是要创新。应密切结合工程需要，例如探测基岩面、地下洞穴、孤石、管线、古墓、防空洞、桩身缺陷、破碎带、漏水点等目的物，使工程物探成为岩土工程勘察不可缺少的手段。 不同的探测目的，不同的地质条件和工程条件，要用不同的适用的物理方法。因此，工程物探的方法肯定是多种多样的，再加上“多解性”，有时需采用“综合物探”。但并非所有工程物探都要用综合方法。近年来，国内外应用各种物探原理（弹性波、声波、电压磁波、应力波等）开发了一批性能很强的专用仪器，如波速仪、探地雷达、管线探测仪、打桩分析仪等，这些仪器的特点除了精度高、抗干扰能力强等一般优点外，还有两个重要特点：一是目的性强，非常明确用于工程上的某种目的，如测定岩土介质的波速，探测具有介面的目的物，探测金属或非金属管线，探测桩身缺陷和测定桩的承载力等等；二是充分应用计算机技术，配有功能很强的软件，使仪器智能化，包括数据处理、数学运算、信息传输、数据库、层析技术、分析判别、图形处理等等，既便于用户掌握，又提高了分析能力。这类仪器的研制和应用，应当是今后的重要方向。 三、岩土工程勘察数字化 传统的岩土工程勘察技术勘察测试得到的浩瀚的地质和岩土信息，需用数理统计、模糊数学等不确定性理论进行数据处理，分析计算的数学模型不够成熟，计算参数的不确定性非常突出，初始条件和边界条件常常并不确切，在进行理论分析和数学力学计算时往往需要岩土工程师根据经验判断和修正，不能离开人的干预和决策：传统的岩土工程资料分析和解释一般都局限于二维、静态的表达，这种表达描述空间构造起伏变化的直观性差，往往不能充分揭示它们空间变化的规律，难以使人们直接、完整、准确地理解，也就越来越不能满足工程的空间分析要求。随着现代信息技术的发展，未来岩土工程勘察的发展趋势就是将岩土工程勘察与勘察技术的数字化相结合，利用地理信息系统强大的数据采集、管理能力和空间查询、分析能力，解决传统岩土工程勘察由于勘察数据内容上的复杂性和形式上的多样性。对岩土工程勘察方法实旅改进，逐步过渡到数字化勘察技术，并推广使其广泛应用，这是勘察工程发展的必然趋势。 要实现岩土工程勘察数字化，具体如下： 分析岩土工程勘察对象的基本特征。岩土工程勘察对象构造的规模、起因、结构、形态差别较大，但所有复杂的地质构造都能抽象为点、线、面、体四种元素的集合。任何地质对象在空间上都占有一定的范围及位置，有一定的形态和性质特征，且与其他地质对象间存在一定的空间联系。因此，地质对象的基本特征可归结为空间特征、属性特征和空间关系特征三个方面。 分析岩土工程勘察建模的依据。岩土工程地质模型是人们对客观事物认识的精炼和图示化。建模最基本的依据是观点及理论基础。这里推崇岩体岩土工程力学，其核心观点就是岩体，结构面起主导作用，软弱岩层（软岩）起着起始变形与突破的作用。结构面类型较多，性状复杂，不仅有软硬之分，还有大小之分和分布上的随机性。 明确岩土工程勘察建模的过程。一是工程变量预测。岩土工程地质建模的主要目的之一就是预测一个或多个工程地质变量的空间变化。在工程地质中，变量则是地层、构造、断层等的空间分布特征及其物理力学性质；在污染评价中，变量是土壤或地下水的污染程度；在矿产评价中，变量是矿石品位；在地下水研究中，变量是水动力参数，如水流速度。对某些研究区域的相关地质变量由于不可能进行连续的量测，往往取一些有代表性的点，然后再利用各种不同的预测技术，来推测出整个研究区域的该地质变量的空间变化规律。二是岩土工程地质特征解释。一般包含条件化及离散化两方面，即以岩性或岩土类型等控制特征为条件，将工程地质信息进行离散化，从而确定工程地质边界和相关特征描述。 基于GIS的岩土工程勘察数字化技术的实现。我们以GIS为基础的岩土工程勘察的相关数据信息分为地理信息数据，其主要分为：空间数据和非空间数据。这些数据主要来源于：基础的地理数据，如地形、地貌各项数据图以及自然区划数据图；岩土工程勘察数据，主要包括施工区域内地质勘察的资料，包括了该区域内勘察的全部内容，如周围环境、岩石性质及特种、地理条件等，也有一些地表信息，如沉积相、液化等级、年代等等。而实施岩土勘察工程数据可系统的一般程序为：首先、概念模型设计。该数据库应用属于集中处理各项数据