岩土测试怎么选、能测出什么？
室内试验 · 原位测试 · 岩石试验，方法、适用条件与产出指标对照
稳定性计算要 c、φ，地基设计要 fak、Es，支护设计要 K0、Cu，抗震要 Vs、N——每个参数背后都对应一种特定的试验。测试方法选错，后面所有的计算都是建立在错数上。
这篇文章分三层讲清：室内试验（取样后的精测）→ 原位测试（不取样、原位测）→ 岩石试验（另一套指标），每种方法说清适用条件、能得出哪些指标、以及什么时候不能用；再给一张"要什么指标做什么试验"的反查表。
本 文 目 录
一、三类测试，各管一段
二、室内试验：八组试验与产出指标
三、原位测试：九种方法及适用条件
四、岩石试验：另一套指标体系
五、指标反查：要什么指标做什么试验
六、怎么选：三个维度定测试方案
七、八条最容易出的错
一、三类测试，各管一段
室内试验：把原状样或扰动样取回实验室，在控制条件下测。优点是边界清楚、可重复、能做多级荷载与多种工况；致命前提是"样不能被扰动"，砂土、碎石土基本取不到原状样，这是它最大的边界。
原位测试：在地层原本的位置、原本的应力状态下测，不取样。优点是反映真实状态、连续性好、能测难以取样的土层；缺点是边界条件不明确、指标多为经验相关，同一层土不同方法可能给出不同答案。
现场原型试验：载荷试验、大型直剪、桩基静载、抽水试验等，影响范围大、接近真实受力，是检验与标定的基准，但费用高、周期长、点数少。
正确的关系是：原位测试圈定地层与异常 → 钻探取样做室内试验定量 → 载荷试验或试桩做标定。三者互相印证，不是三选一。任何单一手段独立下结论，都容易翻车。
📌 一条常被忽略的原则：指标的有效性取决于"试验条件与实际工况是否一致"。基坑开挖是卸载、快速施工近似不排水、长期沉降是排水蠕变——用快剪指标去算长期稳定，或用排水指标去算施工期稳定，都属条件错配，比测不准更危险。
二、室内试验：八组试验与产出指标
01物理性质试验（所有计算的地基）
适用：各类土，扰动样即可，几乎所有工程必做。
产出指标：含水率 w、天然密度 ρ 与干密度 ρd、土粒比重 Gs、孔隙比 e 与孔隙率 n、饱和度 Sr；界限含水率——液限 wL、塑限 wP、塑性指数 Ip、液性指数 IL；颗粒分析定级配（d10、d30、d60、不均匀系数 Cu、曲率系数 Cc）、砂土相对密度 Dr。
用途：定名与状态判别（IL 定软硬、Dr 定松密）、换算其他指标、判断液化可能性（黏粒含量）、评价渗透与压实特性。
02固结（压缩）试验
适用：黏性土、粉土；软土必做。原状样，标准为分级加载（常规 12.5~800kPa 或更大）。
产出指标：压缩系数 a1-2、压缩模量 Es1-2（MPa）；e-lgp 曲线上的压缩指数 Cc、回弹指数 Cs、先期固结压力 pc 与超固结比 OCR；固结系数 Cv（cm²/s，用于算固结时间）、次固结系数 Cα。
判据：a1-2 < 0.1 低压缩性、0.1~0.5 中压缩性、> 0.5 MPa⁻¹ 高压缩性。OCR > 1 超固结、= 1 正常固结、< 1 欠固结——欠固结土（新填土、新近沉积）沉降量最容易被低估。
03直剪试验
适用：各类土，设备简单、工程最常用。三种剪切方式对应三种工况——快剪 q（施加垂直压力后立即剪，模拟施工期/短期不排水）、固结快剪 cq（先固结再快速剪）、慢剪 s（充分排水后慢剪，得有效强度）。
产出指标：黏聚力 c（kPa）、内摩擦角 φ（°）。慢剪结果接近有效强度 c′、φ′。
局限：剪切面被强制固定、面积随位移减小、不能测孔隙水压力、排水条件控制不严。重要工程或需有效强度时，应以三轴试验为准。
04三轴压缩试验
适用：重要工程、软土、需有效强度或应力路径模拟的场合。三种标准方式——UU（不固结不排水）得总应力强度，用于短期稳定；CU（固结不排水，可测孔压）得总应力与有效应力两套指标，最常用；CD（固结排水）得有效强度 c′、φ′，用于长期稳定。
产出指标：c、φ；c′、φ′；孔压系数 Af、B；应力—应变曲线与峰值/残余强度、初始切线模量 Ei。可做 K0 固结、真三轴、动三轴（得动剪切模量 Gd、阻尼比 D）。
注意：试样直径应大于土中最大粒径的 5~6 倍（常规 φ39.1mm 只适合细粒土，粗粒土需大直径试样）；饱和与反压饱和是否到位、橡皮膜是否渗漏，直接决定结果可信度。
05无侧限抗压强度试验
适用：饱和软黏土、淤泥质土；快速评价不排水强度。本质是 σ3 = 0 的特殊三轴试验。
产出指标：无侧限抗压强度 qu（kPa），不排水抗剪强度 cu ≈ qu/2；灵敏度 St = qu（原状）/ qu（重塑）。
判据：St 1~2 低灵敏、2~4 中灵敏、4~8 高灵敏、> 8 极灵敏。灵敏度高的土（如结构性黏土）受扰动后强度断崖式下跌，施工扰动的影响必须专门评估。
06渗透试验
适用：需评价渗流、排水固结、基坑降水、防渗的工程。室内分常水头（砂性土，k > 10⁻⁴cm/s）与变水头（黏性土，k < 10⁻⁴cm/s）。
产出指标：渗透系数 k（cm/s）、渗透破坏比降（管涌、流土临界比降）。
提醒：室内小试样测出的 k 常与现场差一个量级——现场存在裂隙、夹层、透镜体等优势渗流通道，室内样代表不了。重要工程必须以现场抽水/注水试验为准。
07击实试验与承载比（CBR）
适用：填方工程、路基、垫层料、土石坝；击实分轻型与重型（重型对应现代压实机械）。
产出指标：最大干密度 ρdmax（g/cm³）与最优含水率 wop（%）、压实度 K（现场实测干密度/最大干密度）；CBR 值（%）、回弹模量。
注意：同一土样只有一条击实曲线，土类或级配变了曲线就变，不能拿相邻标段的曲线套用；现场压实度检测的含水率偏差直接影响结论。
08特殊土专项试验
湿陷性黄土：湿陷系数 δs、自重湿陷系数 δzs、湿陷起始压力 → 判定湿陷类型与场地湿陷等级。膨胀土：自由膨胀率、膨胀率、收缩系数、膨胀力、胀缩总率。冻土：冻胀率、融沉系数。有机质土：有机质含量（灼烧法）——超过限值时水泥土搅拌桩等胶结类处理失效。污染土：pH、腐蚀性离子（对混凝土与钢筋的腐蚀等级）。
三、原位测试：九种方法及适用条件
01静力触探（CPT / CPTU）
适用：软土、黏性土、粉土、砂土、素填土；不适用碎石土、含大量砾石或硬夹层的地层（触探杆穿不过去，也易损坏探头）。CPTU 加测孔隙水压力，判别更准。
产出指标：锥尖阻力 qc（MPa）、侧壁摩阻力 fs（kPa）、摩阻比 Rf = fs/qc、孔隙水压力 u。可据此划分土层、判别土类（Rf 大致 < 0.5% 砂类、0.5~1.8% 粉土、> 1.8% 黏性土）、估算承载力、桩侧阻力与单桩承载力、评价液化与软土灵敏度。
优势与边界：连续、快速、数据密度最高，是"看清地层"最经济的手段；但不取土样、指标靠经验相关，必须与钻孔对照建立地区经验，否则数值不可信。
02标准贯入试验（SPT）
适用：砂土、粉土、黏性土、一般填土；最通用的原位手段，几乎每孔都做。锤重 63.5kg、落距 76cm、贯入 30cm 的击数 N。
产出指标：实测击数 N 与杆长修正后的 N′。用于：砂土密实度（N ≤ 10 松散、10~15 稍密、15~30 中密、> 30 密实）、地基承载力估算、液化判别（临界锤击数 Ncr 法，规范标准方法）、桩基设计参数、砂土内摩擦角经验值。
注意：N 值对操作极敏感——落锤方式（自动脱钩与人工）、钻杆长度与垂直度、孔底清淤质量都会带来系统偏差；碎石土、含砾量高的土层不适用（击数失真或击不下去）。
03动力触探（DPT：N10 / N63.5 / N120）
适用：按能量分三档——轻型 N10 用于浅层填土、黏性土；重型 N63.5 用于中密以上砂土、砾砂、卵石土；超重型 N120 用于碎石土、漂石、块石填土与强风化岩。
产出指标：每贯入 10cm 的击数；用于判定碎石土密实度与均匀性、估算承载力与变形模量、检验填土压实质量、确定强夯处理的有效加固深度。
这是碎石土的"标准贯入"——SPT 打不下去的地层，靠它。缺点同样是经验相关、且不同设备与落锤方式差异较大，需统一标准并做地区标定。
04十字板剪切试验（FVT）
适用：饱和软黏土、淤泥、淤泥质土；孔内或地表进行，测不排水抗剪强度。深度一般 30m 内。
产出指标：不排水抗剪强度 Cu（kPa）、重塑土强度 Cur 与灵敏度 St = Cu/Cur、软土的强度随深度增长率。
价值与边界：软土取原状样极难（取样即扰动），十字板是最接近真实原位强度的手段；但只适用于软黏土，含砂粒、贝壳、植物根茎的土会显著偏大，硬黏土与砂土不适用。
05旁压试验（PMT）与扁铲侧胀（DMT）
适用：PMT 适用黏性土、粉土、砂土、软岩，可在钻孔内进行（预钻式）或自钻式；DMT 适用软土至中硬土，快速、可测 K0。
产出指标：PMT 得旁压模量 Em、极限压力 pL、初始压力 p0 → 承载力与变形模量；DMT 得侧胀模量 ED、侧胀水平应力指数 KD、材料指数 ID → 静止侧压力系数 K0、土类判别、OCR。
何时用：需要变形参数而不只是强度时；K0 是基坑与地下结构设计的关键参数，室内很难测准，DMT 与 K0 固结三轴是目前两条主要途径。
06波速测试（单孔检层 / 跨孔 / 面波）
适用：各类地层，钻孔内或地表；跨孔法精度最高，面波法（瑞雷波）适合地表大面积快速普查。
产出指标：剪切波速 Vs、压缩波速 Vp（m/s）→ 等效剪切波速 vse 与场地类别判定、覆盖层厚度、场地土类型、动剪切模量 Gd = ρVs²、地基刚度与阻尼；岩体还可评价完整性（岩体 vs 岩块波速比 Kv）。
为什么重要：抗震设计的场地类别、设计特征周期、土层地震反应分析全靠 Vs；这是唯一能给出"动力参数"的常规手段，也是岩体完整性定量的常用依据。
07平板载荷试验（浅层 / 深层 / 螺旋板）
适用：各类土与软岩、填土、地基处理效果检验；承压板面积常规 0.25~0.5m²（软土取大值），试坑宽度不小于承压板宽度的 3 倍。
产出指标：p-s 曲线 → 比例界限、极限荷载、承载力特征值 fak、变形模量 E0、基床系数。
地位：这是承载力最直接的测定方法，其他原位手段的承载力公式都要靠它标定；缺点是影响深度只有 1.5~2 倍板宽（约 1~2m），只反映浅层，深部需用深层载荷或螺旋板。
08水文地质试验（抽水 / 压水 / 注水）
适用：抽水试验用于含水层（求渗透系数与影响半径、单井出水量）；压水试验用于岩体（测岩体透水率 Lu）；注水试验用于非饱和带或黏性土。
产出指标：渗透系数 K（m/d）、导水系数 T、影响半径 R、岩体透水率（Lu）、地下水流向与水力坡度。
这是滑坡与基坑项目的关键测试——滑坡的孔隙水压力分布、基坑降水设计、防渗帷幕效果检验都依赖它，室内渗透试验替代不了。
09桩基与地基检测（成桩后验证）
静载试验：最直接，得单桩竖向抗压/抗拔/水平承载力与 Q-s 曲线，抽检数量按规范比例，重要工程必须做。高应变动测：得单桩承载力估算与桩身完整性（打桩监控）。低应变动测：快速普查桩身完整性（Ⅰ~Ⅳ类）。声波透射法：大直径灌注桩的完整性精细检测，需预埋声测管。复合地基载荷试验：检验处理效果。锚杆/锚索抗拔试验：验证锚固力——地灾治理工程必做。
四、岩石试验：另一套指标体系
岩石不能套用土的指标。核心区别：岩块强度高、但岩体强度取决于结构面；且强度对含水状态极敏感，必须区分天然、饱和、干燥三种状态。
① 单轴抗压强度（UCS）
最重要、最常用的岩石指标。取芯加工成 φ50mm、高径比 2:1 的试件，分别测天然、饱和、干燥状态下的 Rc（MPa）。饱和强度与天然强度之差，就是软化性的量化。判据：软化系数 Kr = Rc（饱和）/Rc（干燥），Kr < 0.75 为软化岩石。
② 点荷载试验
现场快速评价，不规则岩块即可，得点荷载强度指数 Is(50)，可换算 Rc ≈ 22~24 × Is(50)。适用：钻探现场初判、岩芯完整性差无法加工试件时。精度低于单轴试验，不能替代。
③ 抗拉强度（劈裂法）
得抗拉强度 σt（MPa），一般为抗压强度的 1/10~1/20。用于洞室围岩、边坡卸荷开裂评价。
④ 三轴压缩（含常规与真三轴）
得岩石 c、φ、E、μ 与强度包线（Hoek-Brown 参数 m、s 的岩块部分）。用于地下洞室、高边坡的数值分析。
⑤ 变形试验
室内得弹性模量 E、变形模量 E50、泊松比 μ；现场承压板法（刚性/柔性承压板）测的是岩体变形模量，通常比岩块小一个量级——这个差别正是"岩块 vs 岩体"的量化体现。
⑥ 岩体结构面与完整性
结构面直剪试验得 c、φ（软弱夹层的控制性参数）；岩体完整性指数 Kv =（岩体 Vs / 岩块 Vs）²；RQD 岩芯质量指标、钻孔电视与孔内摄像观察结构面。这些决定岩质边坡与洞室稳定，比岩块强度更关键。
⑦ 其他专项
耐崩解性（泥岩、页岩）、膨胀率与膨胀力（含硬石膏、蒙脱石岩层）、冻融系数（高寒地区）、吸水率与孔隙率、地应力测试（水压致裂法测原位应力场）。
五、指标反查：要什么指标做什么试验
要定名与状态：颗分 + 界限含水率 + 含水率 + 密度 → 室内物理试验
要压缩模量与沉降：固结试验（Es1-2、Cc、pc、Cv）
要 c、φ（短期）：直剪快剪 或 三轴 UU
要 c、φ（长期/有效）：直剪慢剪 或 三轴 CD
要软土不排水强度：十字板 或 无侧限 或 三轴 UU
要承载力 fak：平板载荷试验（直接法）／SPT、CPT 经验公式（间接法）
要变形模量 E0：载荷试验 或 旁压试验
要渗透系数：现场抽水/注水试验（准）／室内渗透（快）
要场地类别与 Vs：波速测试
要液化判别：SPT（规范法）＋ 黏粒含量 ＋ 地下水位
要 K0：DMT 或 K0 固结三轴
要碎石土密实度：超重型动力触探 N120
要桩基承载力：静载试桩（准）／CPT、SPT 估算（初）
要填土压实质量：击实试验定标准 + 现场压实度检测 + 载荷试验
要岩石强度：单轴抗压（分三种含水状态）＋ 点荷载（现场快评）
要岩体强度与变形：结构面直剪 ＋ 现场承压板 ＋ 波速（完整性）
六、怎么选：三个维度定测试方案
维度一 · 按土类
软黏土/淤泥：不扰动薄壁取样 + 固结 + 三轴 UU/CU + 十字板 + CPTU（软土里最可靠的四件套）
砂土/粉土：取样难，主用 SPT + CPT + 波速 + 载荷试验，颗分用扰动样
碎石土/块石填土：N120 动力触探 + 大直径载荷试验 + 钻孔电视（常规手段基本失灵）
填土：DPT + 载荷 + 大体积直剪 + 压实度检测，务必查填筑年限
岩石：钻探取芯 + 单轴（三种状态）+ 点荷载 + 波速 + 结构面直剪，岩体变形用现场承压板
特殊土：先做专项判定试验（湿陷系数、自由膨胀率、有机质含量），再谈其他
维度二 · 按深度
0~10m（浅层）：载荷试验、N10/N63.5、试坑取样，效果最好
10~30m（中层）：CPT、SPT、十字板、旁压，孔内手段为主
> 30m 及岩体：钻孔波速、压水试验、孔内电视、水压致裂测地应力
维度三 · 按工程问题
边坡/滑坡稳定：滑带土残余强度（反复直剪/环剪）+ 现场水文试验 + 测斜监测
地基沉降：固结试验（含 pc、Cv）+ 载荷试验
基坑支护：K0、Cu、c′φ′、渗透系数、水土压力相关参数
抗震：Vs、SPT 液化判别、动三轴（重要工程）
地灾治理：滑带强度 + 岩土界面抗剪 + 锚杆抗拔 + 排水条件
规范依据：《岩土工程勘察规范》GB 50021、《土工试验方法标准》GB/T 50123、《工程岩体试验方法标准》GB/T 50266、《建筑地基基础设计规范》GB 50007、《建筑抗震设计规范》GB 50011、《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106、《建筑地基处理技术规范》JGJ 79；具体操作按各方法对应规程执行。
七、八条最容易出的错
✗ 试样扰动还当原状用——软土取样后强度下降可达 30%~50%，不说明取样方式（薄壁、活塞、回转）的强度值没有可比性。
✗ 用快剪指标算长期稳定——排水条件与工况错配，这是岩土计算里最常见、后果最严重的错误。长期工况必须用有效强度 c′、φ′。
✗ 砂土硬要取样做三轴——取不到原状样，做出来的是"重塑砂"的强度，与现场无关。砂土就该用原位测试。
✗ CPT、SPT 数值直接套用外地经验公式——设备、地层、地区经验都不同，不建立本地相关关系，数值可能差 30% 以上。
✗ 只做室内渗透试验就定 k——现场优势渗流通道测不到，防渗与降水设计会全面失准。
✗ 岩石只报天然状态强度——不测饱和强度就评不出软化性，水库岸坡、地下洞室会误判。
✗ 载荷试验点数太少就下结论——一个点代表不了一片场地，尤其填土与软弱不均地层。
✗ 不做试桩直接估单桩承载力——估算与实测差 20%~30% 很常见，桩长与配筋全跟着偏。
✗ 指标取平均值、丢掉离散性——同一层土 c 值离散系数常超 30%，应给出标准值、变异系数与统计修正，而不是一个"平均的数"。
一句话总结：室内试验给"精确的数"，原位测试给"真实的数"，载荷与试桩给"可信的数"——三种数对不上时，先怀疑取样与工况，再谈取值。
系 列 回 顾
① 滑坡稳定性计算：方法怎么选、参数怎么定
② 地质灾害预算编制：依据、构成与七步法
③ 地质灾害风险管控：八类措施与使用条件
④ 地质灾害工程措施：类别及适用条件
⑤ 地质灾害勘查：手段及适用条件
⑥ 地质灾害常用软件推荐
⑦ 云南省地灾预算：新手六步上手
⑧ 西藏冰川泥石流：成因、模式、特点与危害
⑨ 地基基础类型及适用条件
⑩ 本文：岩土测试方法、适用条件与产出指标
注：文中判据区间为行业常用经验值与规范概述，具体试验方法、数量与取值须按现行规范及项目勘察大纲执行；经验相关公式应结合地区经验标定后使用。
