土工試驗技術現狀與發展趨勢

摘要：本文對于當前土工試驗的情況和各種試驗的儀器和設備進行了較為詳細的概述，提出了土工試驗當中的一系列問題，并且進一步地探究了試驗方法的優缺點，提出土工試驗的建議和發展趨勢。為以后的土工試驗技術發展提供一定的思路和問題的解決方法。

關鍵詞：土工試驗;方法標準;指標;行業管理

土工試驗可以說是一個檢測項目工程土層性質的測試工作，在工程展開過程中的作用不能忽視。更加科學地檢測土樣性質的參數，以此來從根本上保障沿途工程的設計合理性和精確性。所以，可以看出來，土工試驗的技術和設備方面的發展是工程實踐當中非常重要的一部分。從試驗的內容方面可以將土工試驗大致分為三個部分：包括物理性質試驗、化學性質試驗和力學性質試驗，本文主要對于土工試驗和常用的設備當中出現的問題做了分析。

一、土工試驗的儀器設備

（一）物理性質的儀器設備

土工試驗的物理性質通常情況下指的是對土層的含水量、比重和密度這三項基本的數據和土壤的顆粒進行分析，這類具有物理的性質的試驗在項目工程當中應用非常的廣泛，需要的是大量的人力和物力，更加科學地篩選設備、改進儀器設備都會幫助工作效率的提高，帶來更加顯著的效益。

1.1 電子天平

當前很大一部分土工實驗室當中都是用電子天平，可以說是土工試驗當中使用頻率最高的一個儀器設備，根據不同的實際情況來選擇合適的重量。有：0.001g、0.01g、0.1g、1g，分別對應著各自的實驗項目：液塑限、重度、含水量、擊實試驗、顆粒分析等。很多的實驗室將電子天平進行聯機通訊，使得測量的結果直接導入系統當中，這樣就減少了中間的程序，減少誤差的出現，這相對于人工的數據錄入來說，能夠大大地提高效率。同時，也要根據具體的試驗對象和目標來選擇相對應量程的儀器，以此來減少測量過程中出現的誤差，提高數據的精準性。

1.2液塑限聯合測定儀

當前，很大一部分的土工試驗室依舊在用搓條法和圓錐儀法來確定液塑限，進一步地推進普及液塑限聯合測定儀可以更加有效率地提高工作效率，液塑限聯合測定儀相較于之前經常使用的檢測儀器和設備，從根本上解決了人為因素對于各項測量結果的干擾，但是當前國內生產的液塑限聯合測定儀的質量還有很大的進步空間。

1.3顆粒分析儀

在土工試驗當中，針對土顆粒的測定和分析，在粒徑大于0.075mm時使用的是系列標準來進行篩選，很大一部分的試驗室采用的是人工來進行。但是對于粒徑在0.075mm以下的顆粒就要使用懸液沉降分析法，很多的土工試驗室使用的都是密度計量法，而對于樣品的級配在進行分析判斷時，應是連續不間斷的，要更加科學地結合干篩法和密度計法的數據進行分析，更加客觀真實地展現出粒經分配情況，根據篩分的結果并結合液塑限數據對樣品進行有效的工程定名，使得更加有效地控制施工質量。

（二）力學性質的試驗儀器

2.1 直剪試驗設備

對于土進行抗剪強度的試驗過程中，直剪試驗是實驗室中最常見的，主要分為以下幾種：①應變的速度為兩毫米每分鐘和零點八毫米每分鐘的雙速電動應變直剪儀，可以進行快剪試驗或者固結快剪試驗;②在雙速電動應變直剪儀的基礎上增加了零點零二毫米的直剪儀，可以與慢剪試驗同時進行，大大提高實驗效率;③將四臺直剪儀合一連為一體的電動四聯應變直剪儀，再經過處理將剪切速率變成適合試驗的模式。

2.2 靜三軸試驗設備

伴隨著我國當前土工技術和地質勘察技術的不斷推進，很多土工試驗室對三軸試驗的重視也提高到一個程度上。當前我國使用最多的就是三軸式壓縮儀根據不同的土質特點和具體的要求來進行固結不排水、不固結不排水或者固結排水的試驗。在上個世紀八十年代，一些科研單位針對三軸儀進行了改進，將原來的測量系統用傳感器進行替代，用反壓和圍壓做液壓穩壓的裝置，為了后來使用的微機通訊打下了更加牢固的基礎。

2.3固結試驗設備

（1）砝碼杠桿式-固結儀

這種儀器是使用年代相對久遠的固結儀，并且還形成了系列化，根據施加壓力的大小的角度來說分為低壓、中壓及高壓固結儀，根據不同的情況來對固結儀進行選擇。這些固結儀的特點就是精準度較高，加荷直觀性比較穩定，國內很多的試驗室和相關的勘察部門都在使用這種固結儀。但是它的缺點也很明顯，自動化程度較低，勞動強度較大，在人工操作時，對于試驗結果數據的精準度也有一定的影響。

（2）氣壓式-固結儀

這類固結儀屬于新型的固結儀，研制的主要目的是解決和改良砝碼杠桿式固結儀在試驗中存在的缺陷。氣壓式固結儀使用高壓氣體作為壓力源，操作起來比較方便簡單，在很大程度上減輕了勞動的強度，對于試驗自動化的提高有非常大的幫助。但是當前我國對于這類儀器的生產技術未得到完善，導致質量不高。

2.3對于土工試驗數據采集和處理系統的現狀

當前針對土工試驗的數據采集和系統處理逐漸自動化，伴隨著網絡技術的不斷發展，很多土工試驗的科研部門都已經形成了較為完善的數據采集的自動化模式，并得到了進一步地推廣。自從上個世紀八十年代以來，土工試驗的自動化得到了非常巨大的進步。對于數據的采集和處理自動化技術得到提高，將數據的采集、處理和整合匯聚到一起，并且還增加了三軸試驗和直剪試驗的數據采集和處理功能，使得各個系統與微機通訊系統相結合，實現了數據處理的自動化，大大降低了數據的誤差。

二、土工試驗發展現存問題

當前，我國網絡技術和現代化進程不斷加進，土木試驗的技術也有非常大的進步。但是當前土工試驗技術也有非常多的缺陷，存在著發展不平衡、專業技術人員素質不高、設備較為陳舊和要求標準較低等等問題。

（一）土工試驗規范及方法標準

統一規范土工試驗的方法標準是當前急需解決的問題，當前我國施行的土工試驗的標準有著一定的爭議，還未形成更加統一的要求，有很多單位仍在使用沒有經過科學驗證的標準，從而導致測量的數據有著較大的誤差。比如快速固結的試驗當中用塑限來計算液限、利用塑限指數來推算土粒的比重等方法，對于這些方法的使用范圍和科學性都要有進一步的研究。甚至有些試驗方法有一定的錯誤，這就導致數據的精確度不夠等問題。

（二）土工試驗方法的進一步研究

圍繞當前的土工試驗的標準，并結合實際的情況找到試驗工作中的問題，展開進一步地探究。很多的試驗證明，經過長期的實踐總結，對試驗進行問題總結和歸納，然后改正。這樣一來，在以后的試驗土工當中就能夠不斷得到發展。雖然目前我國施行的技術仍有著各種問題，所以就需要進行試驗的人員不斷的發現存在的問題，提出解決的方法，對于試驗工作不斷地改進，以此來推進試驗的精準性。

三、結論

在我國科技水平不斷進步的前提下，對于土工試驗的技術水平也有較大的提高，不僅僅土工試驗的方法和技術有所進步，對于土工試驗的所用儀器設備也有了很大程度上地改良。但是還有很多的試驗方法和技術較為落后，不能適應當前背景下的技術需要，生產效率和質量也有一定問題存在，所以作為工程技術人員要不斷進行努力進行工作的創新，總結經驗，發現問題，推進土工試驗的精準性。

參考文獻：

[1]胡晨.土工試驗技術現狀與發展趨勢[J].山西建筑，2015，41（33）：93-94.

[2]董淑萍.土工試驗中的問題及數據處理探討[J].工程技術研究，2017（02）：41-42.

作者簡介：

謝婷（1990—），女，漢族，籍貫：江蘇徐州市，本科，實驗測試助理工程師，主要從事土木工程實驗測試與管理工作。