影響巖土工程中土工試驗(yàn)質(zhì)量因素論述

李 碩

（遼寧省冶金地質(zhì)四〇二隊(duì)有限責(zé)任公司，遼寧 鞍山 114000）

1 巖土工程勘查試驗(yàn)概述

1.1 土樣制備

土樣制備程度的優(yōu)劣是影響巖土工程勘查試驗(yàn)質(zhì)量的重點(diǎn)因素，在制備土樣時(shí)應(yīng)該對(duì)土樣的顏色、土樣中含有的礦物成分，土樣表面的軟硬程度和結(jié)構(gòu)構(gòu)造進(jìn)行一個(gè)預(yù)估并進(jìn)行記錄，這樣一方面有助于后期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理復(fù)核，另一方面有助于勘查人員經(jīng)驗(yàn)的積累。例如有時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況：在進(jìn)行開土?xí)r記錄土質(zhì)呈現(xiàn)堅(jiān)硬狀態(tài)，但是測(cè)試結(jié)果卻顯示土質(zhì)呈流塑狀態(tài)，這時(shí)候就應(yīng)該對(duì)土樣含水率、塑液限的測(cè)量進(jìn)行檢查，找到問(wèn)題所在并及時(shí)糾正。

1.2 含水率試驗(yàn)

土質(zhì)的基本物理指標(biāo)之一就是它的含水率，土質(zhì)含水率發(fā)生變化隨之而來(lái)會(huì)帶動(dòng)一些列其它物理性質(zhì)發(fā)生變化。當(dāng)前測(cè)量土壤含水率的技術(shù)方法有很多，比較常用的一種就是烘干法，具體做法是取一定質(zhì)量土樣放置于恒溫烘干箱中烘干，對(duì)干燥土樣質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量，這時(shí)土壤失水質(zhì)量與干燥土壤質(zhì)量的比值就是該土壤的含水率。采用烘干法測(cè)量出的含水率特點(diǎn)是精度高、穩(wěn)定性好，因此被廣泛使用。影響土質(zhì)含水率試驗(yàn)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素是所選取土樣的有效度，實(shí)際操作中常有因?yàn)橥翗舆x取不均勻，土樣短缺等因素導(dǎo)致的勘察結(jié)果不準(zhǔn)確，因此為了保證土質(zhì)含水率測(cè)量的準(zhǔn)確性，操作人員應(yīng)該根據(jù)勘察試驗(yàn)的具體目的以及試驗(yàn)要求進(jìn)行取樣方法的確定。通常情況下，應(yīng)該在切取原狀土樣環(huán)刀的上方或者下方進(jìn)行橫向選土，這種選取方法有助于對(duì)土層真實(shí)情況的了解和分析。

1.3 密度試驗(yàn)

密度也是土壤的重要物理指標(biāo)之一，土壤的干密度、孔隙比以及飽和度等指標(biāo)都可以根據(jù)土壤的密度進(jìn)行換算，因此土工試驗(yàn)中土壤密度試驗(yàn)質(zhì)量和精確度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有重要的影響。進(jìn)行土壤密度測(cè)量最常用的方法是環(huán)刀法，對(duì)于該方法在實(shí)際操作中具有以下幾點(diǎn)值得注意：大多數(shù)工程進(jìn)行土樣獲取的高度在二十厘米左右，如果該地區(qū)的土質(zhì)不均勻，那么土樣中土柱的變化就不可忽視，因?yàn)楦鶕?jù)長(zhǎng)期勘察經(jīng)驗(yàn)得知，不均勻土質(zhì)中同一高度的土柱密度差距可能很大。為了使測(cè)量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，在進(jìn)行測(cè)量前應(yīng)該仔細(xì)觀察土樣，判斷土質(zhì)不均勻程度，并在明顯分界處進(jìn)行劃分，將土樣分批進(jìn)行含水率、密度等試驗(yàn)。

2 取樣

取樣總要求：保持樣品的天然濕度及結(jié)構(gòu)。根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目確定土樣采取的質(zhì)量等級(jí)，采用相應(yīng)的控制措施。1） 取土器。取樣器有薄壁取土器（分為固定活塞式、水壓固定活塞式、自由活塞式和敞口式）、厚壁取土器等多種形式，需根據(jù)土的性質(zhì)、軟硬程度和其他條件選用。2） 取土器的技術(shù)規(guī)格應(yīng)按下表執(zhí)行。3） 護(hù)壁要求。在地下水位以上應(yīng)采用干鉆，以保證所取土樣盡量保持原地層的含水率、密度等。在地下水位以下可采用水循環(huán)鉆進(jìn)，但應(yīng)根據(jù)不同地層調(diào)制不同的循環(huán)泥漿和適當(dāng)?shù)谋昧浚悦鉀_壞巖層和土樣。在軟土和水下砂土中鉆進(jìn)，可采用泥漿護(hù)壁，也可采用套管護(hù)壁。采用泥漿護(hù)壁時(shí)，應(yīng)增加泥漿稠度。若采用套管護(hù)壁應(yīng)注意選人套管時(shí)管靴對(duì)土層的擾動(dòng)，且套管底部應(yīng)限制在預(yù)計(jì)取樣深度以上3 倍孔徑的距離。4） 取樣。取樣前要求先清除孔內(nèi)浮土，防止側(cè)刮孔壁，取土器到達(dá)孔底時(shí)應(yīng)輕放，以免沖擊孔底而擾動(dòng)土層，盡量采用重錘少擊、快速壓入的方法，取巖芯時(shí)不得敲擊取土器管壁，以免擾動(dòng)土體。5） 封樣要求。對(duì)于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)土樣取出后應(yīng)立即進(jìn)行蠟封，并放置在陰涼處，避免暴曬和冰凍，確保所取土樣含水量不發(fā)生變化。6） 取樣標(biāo)記。送樣單應(yīng)有原始記錄和編號(hào)。內(nèi)容應(yīng)包括工程名稱，試坑或鉆孔編號(hào)、高程、取土深度、取樣日期。如原狀土應(yīng)有地下水位高程、土樣現(xiàn)場(chǎng)鑒別和描述及定義、取土方法等。在實(shí)際取樣過(guò)程。

3 試驗(yàn)

1） 開樣。根據(jù)客戶的送樣單要求，確定樣品數(shù)量，確定樣品是否受到擾動(dòng)，如樣品擾動(dòng)了需要求客戶重新取樣，依照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)：選取樣品時(shí)要注意土樣的包裝，區(qū)分樣品的層次，將土樣的兩端進(jìn)行整平，若無(wú)特別需求，所取的土樣天然層與切土方形成垂直關(guān)系，所選取的土樣具有一定代表性，選取的樣品應(yīng)靠近環(huán)刀部位，同時(shí)進(jìn)行快速選取，防止土樣中的水分流失，如果土樣中的水分流失那么會(huì)引起樣品液性指數(shù)IL，含水量w 及孔隙比e 都會(huì)變小，可分析出研究區(qū)域承載力發(fā)生變化。2） 烘箱的溫度和時(shí)間選擇。根據(jù)土有機(jī)質(zhì)含量選擇溫度烘烤土和含水量。無(wú)機(jī)質(zhì)土在溫度105℃～110℃恒溫烘干，砂類土不小于6 小時(shí)，粘土類不少于8 小時(shí)，有機(jī)質(zhì)土或含石膏的土應(yīng)將溫度控制在60℃～70℃恒溫烘干12 小時(shí)～15 小時(shí)。否則會(huì)造成含水率不準(zhǔn)確。

4 數(shù)據(jù)的校核

數(shù)據(jù)是感官認(rèn)識(shí)的定量化，是定性描述在數(shù)值上的界定，土工試驗(yàn)的過(guò)程正是定性描述與定量數(shù)值的統(tǒng)一過(guò)程，其二者應(yīng)該具有一致性。這要求我們將開樣時(shí)的感觀與土工實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)之間的差異控制在一定的范圍以內(nèi)，同時(shí)也應(yīng)注意數(shù)據(jù)輸入輸出的正確性。

5 結(jié)語(yǔ)

人為因素所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)離散性是可以通過(guò)技術(shù)的、程序的及數(shù)據(jù)處理的方法降低的。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的過(guò)程中，嚴(yán)格按技術(shù)要求采樣，嚴(yán)格操作程序規(guī)范試驗(yàn)，采取有效的數(shù)據(jù)處理方法，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性必定可以得到有效保證。