本发明涉及土木工程技术领域，特别是基于土体变异性的岩土工程勘察与采样技术与方法。
背景技术：
在任何建筑施工建设之前，都应当对其施工地进行岩土工程勘察与采样，然后对施工地进行分析，确保工程建设安全。若岩土勘察和采样工作不到位，不良工程地质问题将揭露出来，即使上部构造的设计、施工达到了优质也不免会遭受破坏。由于自然界的岩土体严格的来说都是非均质和各向异性的，这决定了岩土体的各种性质都具有空间变异性。而这种变异性如果没有考虑在内，往往会使得岩土工程勘察和采样到的数据存在着很大的缺陷，甚至会使得整个勘察和采样的数据没有一点利用价值，不仅影响施工建设安全，而且浪费大量的人力、物力和财力。目前对岩土工程勘察与采样技术在对土地变异性的考量上缺乏行之有效的统一的标准，并且效率不高。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种行之有效，效率高，安全有保障的基于土体变异性的岩土工程勘察与采样技术与方法。
基于土体变异性的岩土工程勘察与采样技术与方法，其步骤如下：
（一）钻具钻至实验土层15-25cm处，避免下层土受扰动；
（二）调整穿心锤落距在70-80cm，使其自由下落；
（三）将灌入器直打入土层15-25cm；
（四）记录每打入土层30cm的锤击数，将其标记为SPT-N，N为锤击数；
（五）将SPT-N按土层深度变化绘制测绘趋势线图；
（六）在测绘趋势线图上的折断位置做标记，区分不同岩土层；
（七）计算每一岩土层的垂直相关距离的平均值；
（八）计算每一岩土层的水平相关距离；
（九）根据上述计算结果确定垂直方向勘察和采样间距，确定水平方向勘察和采样间距；
（十）计算出变异系数，从而得出最少采样数目；
（十一）最后确定需要勘察与采样的钻孔数。
进一步的，所述步骤（七）按以下公式计算：
其中，为垂直相关距离，A为某一钻孔内总的锤击数，为方差折减系数，a为一对SPT-N的值，是点与点之间的间距。
进一步的，所述步骤（八）按以下公式计算：
其中，为水平相关距离，B为某一组SPT-N的值沿水平方向的总数量，为方差折减系数，b为一对沿水平方向的SPT-N值，为点与电之间的距离。
进一步的，所述步骤（十）按以下公式计算：
其中V为变异系数，为某一岩土层SPT-N值的标准差，为某一岩土层SPT-N值的平均值。
进一步的，所述步骤（十一）按以下公式计算：
其中k为需要勘察与采样的钻孔数，n为总需要的勘察和采样数，d为垂直方向勘察和采样间距，h为岩土层厚度。
本发明提供的基于土体变异性的岩土工程勘察与采样技术与方法将土地变异性考虑在内，通过量化的计算，使得工作人员在岩土工程勘察与采样之后，可以得到较为准确，较为符合被测岩土实际情况的数据，有利于后期开展施工建设，保障建筑安全，避免不必要的人力、物力和财力的损失。
具体实施方式
为了更好的对本发明进行阐述，下面将结合具体实施例进行详细说明。
具体实施例1
基于土体变异性的岩土工程勘察与采样技术与方法，其步骤如下：
（一）钻具钻至实验土层15cm处，避免下层土受扰动；
（二）调整穿心锤落距在70cm，使其自由下落；
（三）将灌入器直打入土层15cm；
（四）记录每打入土层30cm的锤击数，将其标记为SPT-N，N为锤击数；
（五）将SPT-N按土层深度变化绘制测绘趋势线图；
（六）在测绘趋势线图上的折断位置做标记，区分不同岩土层；
（七）计算每一岩土层的垂直相关距离的平均值；
（八）计算每一岩土层的水平相关距离；
（九）根据上述计算结果确定垂直方向勘察和采样间距，确定水平方向勘察和采样间距；
（十）计算出变异系数，从而得出最少采样数目；
（十一）最后确定需要勘察与采样的钻孔数。
具体的，所述步骤（七）按以下公式计算：
其中，为垂直相关距离，A为某一钻孔内总的锤击数，为方差折减系数，a为一对SPT-N的值，是点与点之间的间距。
步骤（八）按以下公式计算：
其中，为水平相关距离，B为某一组SPT-N的值沿水平方向的总数量，为方差折减系数，b为一对沿水平方向的SPT-N值，为点与电之间的距离。
步骤（十）按以下公式计算：
其中V为变异系数，为某一岩土层SPT-N值的标准差，为某一岩土层SPT-N值的平均值。
步骤（十一）按以下公式计算：
其中k为需要勘察与采样的钻孔数，n为总需要的勘察和采样数，d为垂直方向勘察和采样间距，h为岩土层厚度。
当土层厚度为20米时，根据以上步骤可得出垂直相关平均距离为0.9米，水平相关距离为120米。进而可确定垂直方向勘察和采样间距为1米，水平方向勘察和采样距离为120米。然后计算出相关的变异系数为0.5，确定最少采样数目为45个。最后通过计算得到需要勘察与采样的钻孔数为3个。
具体实施例2
基于土体变异性的岩土工程勘察与采样技术与方法，其步骤如下：
（一）钻具钻至实验土层20cm处，避免下层土受扰动；
（二）调整穿心锤落距在75cm，使其自由下落；
（三）将灌入器直打入土层20cm；
（四）记录每打入土层30cm的锤击数，将其标记为SPT-N，N为锤击数；
（五）将SPT-N按土层深度变化绘制测绘趋势线图；
（六）在测绘趋势线图上的折断位置做标记，区分不同岩土层；
（七）计算每一岩土层的垂直相关距离的平均值；
（八）计算每一岩土层的水平相关距离；
（九）根据上述计算结果确定垂直方向勘察和采样间距，确定水平方向勘察和采样间距；
（十）计算出变异系数，从而得出最少采样数目；
（十一）最后确定需要勘察与采样的钻孔数。
具体的，步骤（七）按以下公式计算：
其中，为垂直相关距离，A为某一钻孔内总的锤击数，为方差折减系数，a为一对SPT-N的值，是点与点之间的间距。
步骤（八）按以下公式计算：
其中，为水平相关距离，B为某一组SPT-N的值沿水平方向的总数量，为方差折减系数，b为一对沿水平方向的SPT-N值，为点与电之间的距离。
步骤（十）按以下公式计算：
其中V为变异系数，为某一岩土层SPT-N值的标准差，为某一岩土层SPT-N值的平均值。
步骤（十一）按以下公式计算：
其中k为需要勘察与采样的钻孔数，n为总需要的勘察和采样数，d为垂直方向勘察和采样间距，h为岩土层厚度。
当土层厚度为22米时，根据以上步骤可得出垂直相关平均距离为0.96米，水平相关距离为125米。进而可确定垂直方向勘察和采样间距为1米，水平方向勘察和采样距离为125米。然后计算出相关的变异系数为0.5，确定最少采样数目为45个。最后通过计算得到需要勘察与采样的钻孔数为3个。
具体实施例3
基于土体变异性的岩土工程勘察与采样技术与方法，其步骤如下：
（一）钻具钻至实验土层25cm处，避免下层土受扰动；
（二）调整穿心锤落距在80cm，使其自由下落；
（三）将灌入器直打入土层25cm；
（四）记录每打入土层30cm的锤击数，将其标记为SPT-N，N为锤击数；
（五）将SPT-N按土层深度变化绘制测绘趋势线图；
（六）在测绘趋势线图上的折断位置做标记，区分不同岩土层；
（七）计算每一岩土层的垂直相关距离的平均值；
（八）计算每一岩土层的水平相关距离；
（九）根据上述计算结果确定垂直方向勘察和采样间距，确定水平方向勘察和采样间距；
（十）计算出变异系数，从而得出最少采样数目；
（十一）最后确定需要勘察与采样的钻孔数。
具体的，步骤（七）按以下公式计算：
其中，为垂直相关距离，A为某一钻孔内总的锤击数，为方差折减系数，a为一对SPT-N的值，是点与点之间的间距。
步骤（八）按以下公式计算：
其中，为水平相关距离，B为某一组SPT-N的值沿水平方向的总数量，为方差折减系数，b为一对沿水平方向的SPT-N值，为点与电之间的距离。
步骤（十）按以下公式计算：
其中V为变异系数，为某一岩土层SPT-N值的标准差，为某一岩土层SPT-N值的平均值。
步骤（十一）按以下公式计算：
其中k为需要勘察与采样的钻孔数，n为总需要的勘察和采样数，d为垂直方向勘察和采样间距，h为岩土层厚度。
当土层厚度为24米时，根据以上步骤可得出垂直相关平均距离为1.1米，水平相关距离为130米。进而可确定垂直方向勘察和采样间距为1.5米，水平方向勘察和采样距离为130米。然后计算出相关的变异系数为0.5，确定最少采样数目为45个。最后通过计算得到需要勘察与采样的钻孔数为2个。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。