土工試驗數據的影響因素及提升對策

李志鵬

廣東省地質物探工程勘察院，廣東 廣州 510800

土工試驗是巖土勘察工程的重要組成部分，通過土工試驗能夠獲得清晰準確的巖土物理力學指標，了解巖土層的特性，從而為后續的工程設計及地基處理提供相應的科學數據支撐。但是在土工試驗的實際過程中，由于試驗工作是在室內實驗室中進行，對巖土的采樣、運輸以及實驗室環境控制都有著較高的要求[1]。同時，由于土工試驗是一項精密性和精確性較高的實驗，對試驗人員的專業素質要求較高。為了切實提升土工試驗數據的科學性和準確性，確保巖土檢測報告的可靠性，提高工程設計及施工水平，就必須做好試驗過程中的一系列質量控制工作，切實提升土工試驗的效率和水平。

1 土工試驗概述及其重要性

1.1 土工試驗

土工試驗主要用于巖土勘察工作，其試驗的主要內容就是對工程建設施工區域內的土層特性和地質條件進行數據化的分析，主要通過土層的滲透性實驗、土的固結試驗、土的剪切試驗、巖土的承載力試驗、靜力觸探試驗等進行土的含水率分析、密度分析、土粒相對密度分析、界限含水率分析、顆粒成分分析等[2]。由此可見，土工試驗所涉及的試驗種類繁多，不同的試驗種類對應不同的試驗方法，因此更加需要提升試驗數據的精準性和科學性。

1.2 土工試驗的重要性

對施工區域內的巖土進行勘察并獲取相應的數據是制訂工程施工設計方案、確定地基處理方法、科學計算建筑物沉降以及提升邊坡穩定性的基礎保障。根據土工實驗數據，施工設計人員和技術人員能夠全面科學地分析施工過程中存在的問題，提前制訂施工預案，為提升工程建設質量、保障施工安全創造先決條件。

2 土工試驗的影響因素

2.1 采樣因素

巖土體取樣是土工試驗的第一步，通過取樣獲取原始的巖土樣本，取樣質量直接影響最終的土工試驗結果。戶外采樣工作不是簡單的對土壤進行收集，而是要根據相應地區的地質特征和巖土層的分布情況，確定合適的鉆孔深度、傾斜度以及取樣的速度，并且要注意鉆孔孔底的清潔程度。如果鉆孔深度和傾斜度沒有經過精準的計算，很有可能會導致巖土體承受過多的側向壓力，而發生土層松散的問題，進而影響試驗數據的準確性[3]。如果取樣器切入和拔出土層的速度過慢，就有可能因為停頓和震動導致原土層被攪動，也有可能導致試驗數據存在誤差。如果在進行取樣過程中，鉆孔的孔底沒有進行清潔，則會導致殘留的土體在取樣的過程中受到擠壓，那么所獲取的原始樣本的壓縮系數會增大，進而影響試驗數據的科學性和可靠性。

2.2 運輸因素

在完成巖土采樣工作之后，需要運送到實驗室中進行一系列的測量試驗，這就涉及巖土樣本的運輸問題。將所獲取的樣本從戶外送到實驗室中，在這個過程中受到運輸時間、天氣、季節以及其他突發事件或者不可抗力的影響，都可能導致巖土樣本變質[4]。在炎熱的季節中，運輸土樣中的水分有可能被蒸發；而在寒冷的季節中，土樣有可能發生固結。并且受運輸過程中路途顛簸的影響，還有可能導致樣本發生開裂或者松散等問題，這嚴重影響了樣本的質量，進而影響試驗數據的準確性。

2.3 室內試驗環境因素

雖然土工試驗對實驗室內環境沒有明確的要求和嚴格的規范，但是仍然不可忽略室內試驗環境對土樣帶來的影響。實驗室中的溫度和濕度有可能會導致土樣發生一定的變質，尤其是在夏季和冬季這兩個季節進行土工試驗的過程中，試驗人員會習慣性地使用空調或其他采暖通風設備來進行制冷或制熱，這在一定程度上就使實驗室內環境與取樣的原環境之間存在較大的差異性，一定程度上會導致土樣中的含水量發生變化，進而影響試驗數據的真實性和準確性。

2.4 人員因素

隨著工程地質勘察行業的不斷發展，勘察、試驗單位以及各工作小組的資質參差不齊，尤其是在人員配置方面，一些小型的勘察機構并沒有專業的技術人員負責全程的試驗監督，而試驗操作人員在進行數據測試的過程中，往往存在不規范操作的行為[5]。再加上試驗人員缺乏理論和實踐相結合的經驗，更加注重理論數據的獲取，不能根據工程建設的實際情況選擇合適的試驗方法，缺乏同工程設計人員以及技術人員之間的交流，進而影響數據的可行性和實用性。

2.5 設備因素

精密高效的試驗儀器設備是確保土工試驗結果準確性的重要基礎和前提。但是在實際土工試驗過程中，不少勘察機構由于資金和技術等方面的限制，所使用的試驗設備比較落后，難以滿足試驗數據高精度的要求。再加上一些老舊的試驗設備常年失修，在運轉的過程中很容易發生故障，進而影響土工試驗工作的順利開展，同時導致試驗數據失真。

3 提升土工試驗數據的方法策略

3.1 做好土樣的取樣工作

做好土樣的采集工作，保證試驗樣本的質量是提升試驗數據科學性與準確性的基礎和前提。首先，要求采樣人員在采樣前要根據相關的地質調查資料對區域內的巖土情況有大致的了解，明確巖土的結構層次，從而制訂相應的采樣方案，確定采樣點，保證均勻取樣。其次，在取樣的過程中，要嚴格精確鉆孔的垂直度、傾斜度，避免土層受壓過大，確保原樣土的結構層次不會發生變化。再次，在進行取樣時要徹底對鉆孔的孔底進行清潔，把殘余的顆粒清理出來，確保所獲取的樣本保持原有的壓縮系數。最后，選擇取樣儀器設備時，要根據不同的巖土特性選擇合適型號的取樣設備，控制好取樣的速度，避免摩擦力的增加，保證原樣土的均勻和緊實。

3.2 確保運輸過程中土樣的質量

在對所獲取的樣本進行運輸的過程中，要注意以下幾點：（1）采樣工作人員要對所獲得的土樣進行分類包裝，干樣本在密封保存的同時，還要增加防潮層，濕樣本在密封保存的同時還要增加隔熱層，以免受到運輸時天氣的影響。（2）要對土樣進行必要的防震處理，保證其在顛簸的路途中不會發生開裂等的問題。（3）為了盡可能地保證樣本的質量，要盡量避免長途運輸，采取就近原則，選擇合適的試驗單位來進行數據的測試。

3.3 控制室內試驗環境

在進行土工試驗的過程中，要確保試驗數據的科學性和準確性，就必須對整個的試驗環境加以必要的控制。首先，在進行試驗的過程中，工作人員要盡可能地還原或者是模擬巖土工程的實際環境，給予溫度和濕度上的控制，確保整個實驗過程中土樣不會出現失水、干裂等的情況，盡可能地縮小試驗數據的誤差。其次，為了保證試驗人員能夠在舒適的環境中工作，建議建立專門的試驗艙進行艙內的溫度和濕度調控，這樣既能夠保證試驗工作的順利開展，又能為工作人員創造更加安全和舒適的工作環境。

3.4 提升試驗人員專業能力和綜合素質

土工試驗人員的專業能力和綜合素質是影響試驗數據科學性和準確性的最重要因素，同時也是最難以進行調控和把握的動態性因素。要提升工作人員的專業能力和綜合素質，首先，各勘察機構要針對試驗技術人員和操作人員進行專門的培訓與考核，設立技術負責人崗位，全程進行試驗過程的監督和調控，并給予操作人員必要的指導。其次，要求試驗人員在進行數據測試的過程中，要與工程負責人及相關的設計人員進行必要的溝通和聯系，了解巖土工程的實際情況，選擇最合適的試驗方法，并且將所獲得的試驗數據第一時間傳遞給設計人員，進行科學的驗證，通過對比分析檢驗試驗數據的真實性和科學性。如果存在較大的數據誤差，則要及時地調整試驗方案，尋找試驗中存在的問題，實現理論和實踐的統一。

3.5 定期進行試驗設備的維護與保養

要提升土工試驗數據的科學性和準確性，還要對試驗儀器設備進行精細化的管理。首先，要定期地對試驗設備進行維護和保養，最好是以季度為單位，一個季度執行一次設備的核準和校驗，盡可能杜絕設備使用中存在的微小偏差，避免積少成多，影響設備的正常運轉。其次，要根據實際勘察工作的要求，投入必要的資金來更換更先進、精密度更高的儀器設備，進一步提升試驗數據的精準性。

4 結束語

在巖土勘察工作中，土工試驗數據的科學性和準確性是衡量勘察工作水平高低的重要依據。要提升試驗數據的精準性，就必須在各個環節加以質量控制，同時結合工程實踐，提高土工試驗的高效性與科學性。