土工試驗各單項試驗技術注意要點及其準確性措施

徐 婷張 強（.中冶成都勘察研究總院有限公司，四川 成都 60000；.中鐵西南科學研究院有限公司工程地質研究所，四川 成都 60000）

土工試驗各單項試驗技術注意要點及其準確性措施

徐 婷1張 強2
（1.中冶成都勘察研究總院有限公司，四川 成都 610000；
2.中鐵西南科學研究院有限公司工程地質研究所，四川 成都 610000）

在巖土工程的勘察工作過程中，土工試驗是非常重要的環節，是保證巖土工程得以順利開展的前提與基礎條件。通過嚴密的土工試驗能夠知道場地中土的各項物理力學指標，對建筑工程的設計與建設具有重要的指導意義，并會影響到施工質量。因此，技術工作人員應當對各項室內土工試驗的單項試驗技術進行嚴格的監測，把關土工試驗的質量，提高準確性。本文主要分析在室內土工試驗過程中需要密切注意的要點，同時提出提高室內土工試驗準確性的相關對策，希望能夠提高技術人員對土工試驗工作的重視，提高我國土工試驗結果的客觀準確性。

土工試驗；單項試驗；指標；措施

在不斷發展的經濟大環境下，我國各行各業都取得了卓越的成就，其中就包括建筑領域，人們生活水平的提高對于居住的環境要求也越來越高，影響到建筑質量的因素有很多，土工試驗就是其中非常重要的一項，要求其測試方法和工藝必須符合國家法規標準。土工試驗是非常關鍵的巖土工程勘察環節，一旦這一部分的工作出現問題會導致巖土工程勘察質量不佳，甚至出現嚴重的問題。比如在進行土工試驗的過程中土樣選取的工作不嚴謹，沒有對土樣的均勻性和含水量等屬性引起注意，在運輸過程中受到外部環境因素的影響以及在試驗過程中沒有嚴格執行國家與行業相關規范，導致土工試驗的準確性大大的降低，進而影響到建筑質量。因此，重視土工試驗中各個單項試驗技術和要點具有非常重要的現實意義。

1 開展土工試驗的意義

使用規定的設備和儀器按照國家和行業相關規范和標準對地基上的土樣實施土工試驗，能夠得到地基土樣的物理力學指標，對建筑工程的設計者和施工方的設計、材料選擇、施工機械和設備的選擇以及地基處理方案的選擇等具有重要的指導意義，能夠通過試驗結果分析出邊坡地基的穩定性能，估算出建筑物可能發生的沉降，進而有效的進行建筑物的基礎設計。如果土工試驗出現問題，如選取的土樣不能代表整個基地的土質，土樣在運輸期間被風干、擾動，影響到相關指標的測試就會造成試驗結果不具有客觀性和準確性，巖土勘察工作的目的沒有實現，工程質量得不到保證。

土工試驗的質量標準要求試驗得到的土樣的物理力學指標具有一定的可靠性，但是在實際的土工試驗工作中，試驗人員有很多，其專業素養存在較大的差異，試驗所使用的儀器設備也不一樣，試驗環境受到氣候、區域等因素的影響也會不同，但是要求將土樣的測試結果的誤差控制在一定的范圍內。為了減少誤差的出現，確保室內土工試驗的可靠性，應當對土樣的測試結果實施綜合性的分析與研究，加強對土樣的物理學特性以及力學特性之間關系的研究，從而找到出現誤差的原因，對于減少誤差具有非常重要的作用。

2 土工試驗中各個單項試驗技術的要點

2.1 試驗土樣的選取與制備

選取試驗土樣是進行土工試驗最基礎的環節，最重要的一點就是選擇的土樣要能夠代表整個基地的土質，能夠反映出土層的物理學力學特征，在實際的土樣制備過程中需要注意的問題有：首先，采用環刀削試塊的過程中技術人員的垂直用力要均勻，保證試驗土樣與環刀的內壁之間沒有間隙，如果出現角度的傾斜造成間隙的出現，就會讓土樣的天然密度指標在測試中減少，影響結果的準確性；其次，當環刀內側的土樣中出現顆粒較大的砂子或者其他物體時，不應當連帶著將土樣一起削掉或者是按壓到土樣內部中去，應當將砂子清理出來然后在凹陷處補上一樣的土；最后，減少對土樣的擾動，特別是在試驗中可能出現敏感度非常高的土樣，也要減少刮削的次數，以免土樣發生觸變。

2.2 土樣的含水量試驗

含水量試驗指的是土樣在105℃-110℃（特殊土樣在65℃-70℃）的條件下烘至恒量狀態時失水的質量與干土量之間的比值，使用百分比進行恒量。含水量是非常基本的土樣物理學指標之一，其得到的結果能夠進一步幫助計算土樣的干密度、孔隙比以及飽和度等指標。當前世界各國用于測定土樣含水量的方式有很多，但是同時能夠兼顧操作方便簡單、滿足行業與國家標準與保證試驗質量的方式較少，以烘干法使用最為廣泛，烘干法的適用范圍較廣，粘性土、有機質類土以及砂性土都能夠使用該方法進行檢測。

雖然含水量的試驗方式較為簡單，但是其質量要求同樣非常高，因為含水量的試驗結果貫穿整個土樣試驗的全過程中，對于每一步的計算都非常重要，所以一定要嚴格把關含水量的試驗。要求勘察人員認真對待取樣、運輸以及保存的每一個環節，試驗人員選擇具有代表性的土樣及時裝進相應的容器中進行保存，采取兩個以上同時進行的平行試驗方式，去除掉結果離散程度高的，然后取試驗結果的平均值作為含水量指標。

2.3 土樣密度試驗

土的密度也是重要的物理學指標，得到土樣的密度之后就能進一步知道土樣的干密度、孔隙率等指標。在工程設計建設過程中，土樣的密度主要用于掌握土壤的工程特性、計算土層產生的壓力、計算地基壓縮的沉降指數以及土地的穩定性能等。通常用于測量土樣密度的方式有環刀法、蠟封法以及灌砂法等。土樣的密度試驗過程中需要注意的要點有：首先土樣的密度試驗應該在取樣之后馬上實施，不能進行延遲以免出現偏差；其次是保證刮土刀刀片的平整、鋒利、無磨損，因為刮土刀上出現的裂紋、缺口以及不平整的現象都會對密度測試的結果產生影響，表現為土壤的密度與飽和度都增大而孔隙率指數下降的趨勢。雖然需要注意的問題有很多，但是只要在取樣過程中減少人為因素造成的破壞，還是能夠得到準確率較高的土樣密度指標的。

2.4 土樣的顆粒分析試驗

利用篩析法進行土樣的顆粒分析實驗，選用一套孔徑不同的標準篩來分離一定量土樣中與篩孔徑相應的粒組，然后稱量，計算出各粒組的相對含量，確定土樣中的粒度成分，這樣便于了解土樣的粒度成為，成為工程建設選料的重要依據。篩分試驗過程中要注意的問題：首先，選取的樣品要具有代表性，要隨機抽取；其次，用四分法進行分料；最后，在試驗過程中，注意質量損失問題，讀取各篩質量時，一定要仔細，避免由于粗心，導致讀數錯誤，試驗無效。

2.5 土樣的固結試驗

進行土樣的固結試驗主要是用于測定土樣在軸向排水以及側限情況下產生的變形情況與壓力值，同時還能夠得知土樣的孔隙比與壓力之間的關系、產生的變形和時間的關系等，有助于計算土體的壓縮指數與系數、模量、固結系數等。在實施固結試驗的過程中，為了確保壓縮指標的可靠性，首先需要進行土樣的驗收與保存工作。仔細觀察土樣的擾動情況，使用環刀過程中避免對土樣造成擠壓，以及嚴格按照國家與行業相關標準進行。在開土期間，如果記錄的土樣軟以及測出非常大液性指數，同時測出的壓縮模量也非常大，證明試驗有誤或者是讀數過程中出現失誤，也不排除是因為試驗儀器長時間沒有進行校準導致出現較大的變形量的原因；在開土過程中記錄的土樣硬，同時壓縮模量小，則有可能是因為土樣存在擾動或者浸水情況。

2.6 土樣的直接剪切試驗

剪切試驗的注意要點有：盡量選擇使用性質均勻、軟硬程度相近的土體進行實驗；如果出現樣品不均勻的情況，應該先對土樣實施分類，按照其軟硬程度進行排列試驗，當按照軟軟——硬硬的排列順序進行試驗時，土樣會產生粘聚力C值是負數或者是內摩擦角數值偏大的情況。應當采用較低的荷載順序進行加壓試驗，調整剪切過程的時間長短，最好是在30秒之內，這樣得出的試驗結果準確性較高。

3 提高土工試驗準確度的措施

3.1 土樣制備階段的措施

在開樣之前需要進行開樣記錄，將土樣在這個過程中呈現的顏色進行記錄，同時更為重要的是對土樣的結構性質、狀態以及成分等進行觀察測定，經驗豐富的檢測人員可以預先估算出土樣的物理學性質和指標，在開樣期間選擇土樣能夠代表土體的部分，采用環刀進行取樣，在取樣過程中注意垂直用力要均勻，減少因為人為因素造成土樣的孔隙大的現象出現，同時使用環刀取樣時速度要快。盡量的貼近環刀部分，能夠有效的減少水分的損失，保證土樣含水率計算結果的準確性。

3.2 土樣的綜合分析實驗指標策略

土樣的物理學性質指標和力學性質指標之間存在著非常明顯的相關性，當將這些指標測算出來之后應當實施綜合性能的分析，進而判斷實驗結果的準確性。比如在實際土工試驗過程中，會出現土樣的飽和度結果大于100%的情況，就表明土樣測定得出的含水量、密度以及比重等方面存在誤差，應當根據實際需要進行改動，必要的情況下應當重新進行測定。

3.3 嚴格按照國家與行業規范標準進行試驗

遵守國家與行業標準是保障試驗結果準確性的重要條件，違反標準和規范進行的試驗是沒有意義的。其中使用標準的儀器設備非常關鍵，落后的儀器難以保證試驗結果的準確。同時對于試驗儀器應當進行定期的維護和檢修，百分表、天平一定要定時進行標定；刮土刀要及時更新，防止出現缺口和裂痕對試驗造成影響；環刀也要定期檢查道口的平整性以及是否出現銹蝕等現象。

結語

總而言之，土工試驗是非常重要的建筑設計和施工前的保障工作，當前土工試驗中存在一些問題，但是只要工作人員掌握土工試驗各個單項試驗之間的要點，采取有效的措施解決問題，一定能夠將土工試驗的準確度提升，保障土工試驗的質量。

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