土石坝工程土工试验检测技术研究

引言

土石坝属于一种十分关键的水工建筑物，其安全性、耐久性直接关系着水利项目的综合效益。而土工试验检测技术作为土石坝建设的基础与核心，贯穿在项目设计、勘察、施工等各个方面，也为工程的高效推进提供了助益。在土石坝工程中，相关工作人员应该认识到土工试验检测技术的应用价值和操作要点，结合土石坝工程实际情况，选择适宜合理的技术工艺，提高检测有效性，保障土工试验检测技术的作用可以全面发挥出来，提高土石坝工程质量。基于此，下文笔者将对土石坝工程土工试验检测技术进行探索，希望可以为我国水利领域的发展做出贡献。

1、土石坝工程土工试验检测技术现状

土工试验检测技术在土石坝工程中的应用，对于保障土石坝工程质量、工程稳定性有着重要作用。检测技术包含了从原料性质评估，至施工过程监管，再到运行环节安全监测的每一个环节 [1]。经由进行一系列室内与现场检测，可以帮助工作人员全方位获取土体的物理力学指标，以此来为工程规划、施工建设和运维管控提供合理依据。通过试验检测技术的应用，可以及时发现工程中潜藏的隐患威胁，为工程安全运行提供保障。在技术与经济持续进步下，土工检测技术也将会不断创新，新的检测方式和设备持续涌现，这就促使土石坝检测工作更加智能、精确、高效。

2、土石坝工程土工试验检测技术

2.1 土石坝坝料碾压实时监控技术

在土石坝工程中，坝料的碾压质量与后续坝体的稳定性息息相关。纵观实际情况可以发现，过去所应用的碾压检测方式效率低下，主要借助事后检测，如挖坑取样等，容易对施工场地造成损伤，也无法达成全方位、实时性检测目标。在经济持续进步的背景下，传感器、人工智能等技术持续涌现，坝料碾压监控技术随之衍生，提高了土石坝施工质控成效[2]。通过笔者多年工作经验发现，碾压监控技术在实际应用进程中就是在碾压设备中安装各类传感器，以此来全方位收集碾压阶段的各类参数，如震动频次、速度等，之后将收集获取的信息利用无线技术实时传输到监控平台。监控平台通过预设好的算法模型，对资料信息展开分析处理，得出客观、精确的碾压质量评估成果，工作人员只需要分析这一评估成果，即可有针对性地调整碾压参数，保障碾压工作的进行满足工程要求。通过实时监控技术的应用，可以规避产生过碾、欠碾等问题，提升碾压效率，确保坝体的密实度和匀称性。与此同时，部分更加智能的碾压技术还融入了 GPS、物联网等技术，这就实现了碾压工作的可视性与高效性管理目标。经由创设坝料碾压质量信息库，配合人工智能技术，可以对碾压工作进行预测和警报，更进一步保障施工水平。

2.2 质量附加法快速检测技术

长时间以来，土石坝工程建设进程中进行填土压实质量的检测工作，大多应用环刀、灌砂法等，这些技术的应用虽然体现出了一定的精度，但是操作过程冗余复杂，需要耗费大量时间，无法满足现代工程建设的便利性要求。为了改善这一问题，质量附加法应运而生，其属于一种全新兴起的快速检测技术，具有操作便利、检测速率优良、检测成果可靠等多种优势，在土石坝土工试验中得到了大范围推广应用。通过笔者分析发现，附加技术的原理就是根据土体在进行压实前后，密度产生的变化进行检测，经由测量相应体积的土体在压实前后的质量差值，有效测算出土体的压实性 [3]。这一技术在实际应用阶段需要应用便携式设备，不需要耗费大量时间，也不需要进行繁琐的取样和试验处理，大幅强化了检测有效性。与此同时，附加技术检测成果和过去所应用的检测方式之间具备较强的相关性，可以满足土石坝工程对压实质量控制的精度要求。在应用附加技术时，可以达成对土石坝填筑进程中压实成效的实时性、动态化监控目标，帮助工作人员第一时间发现压实不到位亦或是过压等问题，并建议工作人员展开调整，促使坝体填土满足设计标准。除此以外，附加技术还可以被使用在施工进程中质量抽检、完工后质量验收等多个环节，为土石坝工程质量管理提供助益[4]。

2.3 瞬态瑞利波检测技术

该技术具有较强的智能性和先进性特点，瞬态瑞利波技术的主要原理就是借助瑞利波在介质中传输的特点，经由分析瑞利波的传输速率和频率，有效评估土体的物理力学特点，如剪切波速、弹性模量等。这一技术在实际应用进程中表现出了无损性、检测深度大的特点，适合应用在土石坝这种大规模复杂构造的工程质检中。在土石坝项目中，瑞利波技术可以被应用在检测坝体填土是否严紧密实、是否匀称这一方面，经由比对不同位置的瑞利波传播特点，可以迅速辨识出填土质量异常的区域，以此来为施工质量的合理控制与后续处理奠定基础。除此以外，瑞利波技术在土石坝运行进程中沉降问题、变形问题的检测工作中也发挥出了积极作用，可以精确评估坝体的稳定度。

2.4 变形特性测试技术

应用这一技术的主要目标，就是为了评估坝体和地基土的稳定程度。在实际操作进程中，变形特性技术经由模拟出土体在实际工程环境中的受力变形过程，获得土壤的应力与应变关系、模量等指标信息，以此为坝体变形预测、工程设计等提供关键依据。应用频率较高的特性测试技术主要包含室内三轴压缩试验、固结试验、现场荷载检测等。三轴试验法可以精确控制土样的排水能力和应力路径，模拟出土体处于不同围压条件下的剪切变形行为，得到土壤的强度以及变形参数。固结试验则主要被应用在分析土的压缩性以及固结特点这一方面，确定土的回弹量、固结系数等参数，这些信息对于预测出坝体长期沉降有着关键作用。现场荷载试验经由在坝体亦或是地基土表层施加分级荷载应力，观测得到土层的沉降与变形，直接评估土层的承载性能与变形模量。近几年以来，在先进技术持续发展的背景下，部分新的变形技术也逐渐被使用在土石坝工程中，如真三轴试验等，这些手段可以更加真实地拟建出土体的复杂应力模型，得到更加精确的变形数据。除此以外，部分无损检测技术，如表面波法，也开始被使用在评估坝体变形情况等工作中。这些技术的引进与使用，强化了土石坝工程变形检测可靠性，为项目设计、施工奠定基础。

3、结束语

综上所述，在水利工程高速发展进步的背景下，土石坝建设规模持续扩大，坝体的高度也随之增加，地质环境越发复杂，这就对土工试验检测技术提出了更加严苛的要求。过去所应用的检测技术暴露出了缺陷与不足，需要工作人员结合实际情况进行调整优化，以此保障检测技术的应用高效高质，为土石坝工程的建设提供助益。

参考文献：

[1] 黄远金 , 辛焱雯 , 甘建军 , 等 . 基于高密度电法的土石坝渗漏级联调查方法 [J]. 水利规划与设计 ,2025,(06):137-142+149.

[2] 何金文 , 张诗瑶 , 潘春玲 , 等 . 堤坝水泥土桩防渗墙渗透系数的概率分布类型研究 [J]. 三峡大学学报 ( 自然科学版 ),2025,47(03):36-42.

[3] 邓洋 , 王森 . 土石坝深厚覆盖层软土地基干拌水泥碎石桩施工技术研究 [J]. 技术与市场 ,2025,32(01):103-107.

[4] 王友乐 , 缪正建 , 丁长栋 , 等 . 基于小样本检测的土石坝料压实均匀性快速评估 [J]. 人民长江 ,1-8[2025-05-20].