影響土工試驗成果幾個方面的探討

郭迎輝

【摘要】影響土工試驗成果的因素有很多，本文從含水率的測定、顆粒分析及土的抗剪強度三個方面進行討論，以個人的工件經(jīng)驗同國家現(xiàn)行規(guī)范和試驗規(guī)程結合起來，分析了土工試驗中存在的一些問題，提出了一些解決問題的個人看法，與同行交流學習。

【關鍵詞】土工試驗；含水率；顆粒分析；抗剪強度

【Abstract】Geotechnical factors affecting the test results there are many， this article discussed from the measurement of moisture content， particle analysis and shear strength three aspects， personal experience of the work with the existing national standards and testing procedures combined analysis of geotechnical tests Some problems， put forward some personal views on problem solving， communication and peer learning.

【Key words】Soil test；Moisture content；Particle analysis；Shear strength

土工試驗是巖土工程勘察的重要組成部分，也是解決土工問題的一個工作環(huán)節(jié)，為設計、施工提供相關指標和參數(shù)。影響土工試驗數(shù)據(jù)的因素也有很多，比如野外的取樣與保管，土樣的運輸，室內(nèi)土工試驗， 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析等。本文依據(jù)《土工試驗方法標準》，就各項試驗方法中 值得注意的細節(jié)，做出認真仔細的探討。對土工試驗工作中，經(jīng)常遇到 的部分問題進行剖析，以便采取相應措施，提交更為真實、準確的土工試驗數(shù)據(jù)。

1. 含水率的測定

土的含水率是指土在 105℃ ～110℃溫度下烘至恒量時所失去水的質(zhì)量與恒量后干土質(zhì)量的比值，以百分數(shù)表示。含水率是表示土濕度的重要物理性質(zhì)指標之一，也是巖土工程質(zhì)量控制指標之一。 根據(jù)《土工試驗方法標準》規(guī)定，含水率室內(nèi)試驗標準是烘干法， 《土工試驗方法標準》中的方法如下：取代表性試樣 15-30g，有機質(zhì)土、 砂類土和整體狀構造凍土為 50g，將土樣置于稱量盒內(nèi)，稱盒加濕土質(zhì)量，打開盒蓋放于烘箱，保持溫度 105℃ ～110℃，烘干至恒量。烘干時 間對粘土、粉土不得少于8 小時，對砂土不得少于不少于 6 小時，對含 有機質(zhì)超過干土質(zhì)量 5% 的土，應將溫度控制在 65～70℃的恒溫下烘至恒量。 這里有三方面須要注意的問題，

（1）取樣點的位置不同含水量會有較 大的差別，為克服這種影響，可分上、中、下不同部位同時取等量樣品， 加以混合后作為含水量試驗樣品，有些地區(qū)的土質(zhì)極不均勻，含有姜石 等雜物，這些也會影響測試結果，一定要將這些雜物剔除。

（2）鋁盒烘干 時應開口，以利水的充分蒸發(fā)。鋁盒在長期使用過程中由于氧化、磨損 其質(zhì)量也有一定變化，定期標定能有效降低試驗誤差。

（3）電熱烘箱和電 子天平是獲取試驗數(shù)據(jù)的重要工具，一定要按國家現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定，定 期標定。 另外取樣擾動或進水、取土器和筒壁的擠壓、土樣在運輸和存放期 間保護不當?shù)纫矔鸷实淖兓?。因此這些方面也要認真把控。

2. 顆粒分析試驗

2.1篩析法。

（1）本方法適用于粒徑小于、等于60mm，大于是 0.075mm 的土，其實就是我們常說的砂粒土，其定名見下表。

（2）按照《土工試驗方法標準》中的方法，按要求取樣數(shù)量取樣，將試 驗樣過 2mm 篩，稱篩上和篩下的試樣質(zhì)量。當篩下的試樣的質(zhì)量小于試 樣總質(zhì)量的 10% 時，不作細篩分析；篩上的質(zhì)量小于總質(zhì)量的 10% 時，不作粗篩分析。取篩上的試樣倒入依次疊好的粗篩中，篩下的試樣倒入 依次疊好的細篩中，進行篩析。依次稱各級篩上及底盤內(nèi)試樣的的質(zhì)量， 應準確到 0.1g。 這里要特別注意一個問題，就是在我們篩分的過程中，要仔細觀察 每一級篩上的試樣，是否都是不能篩到下一級的砂粒，因為在實際工程 中，由于砂土含有一定的水份，烘干后會成塊狀或參雜有一些細小的土 顆粒，如果不把這些砂塊細小的土顆粒碾碎，是會影響砂土的定名，如 果含有的土顆粒過多，將會嚴重影響定名。因此篩分時，要認真觀察， 用橡膠擦輕輕碾壓，將所有顆粒碾散，每一級都能準確的確定出砂粒的 含量。但當含有細粒土顆粒的砂土時，應按細粒土的篩析法試驗進行篩 析。

2.2密度計法 本試驗方法適用于粒徑小于 0.075mm 的試樣。具體試驗過程嚴格按 照《土工試驗方法標準》控制，這里只說一點，本試驗可確定粉土的粘 粒含量，物理統(tǒng)計值是按層統(tǒng)計的，當這一層的變異系數(shù)過大（并未超 出規(guī)范規(guī)定值）時，將不宜判斷該層的使用值，所以在取樣時，一定要 取有代表性的土樣，用目測結合界限含水量試驗數(shù)據(jù)來取樣。

3. 直接剪切試驗

3.1直接剪切試驗是測定土體抗剪強度的，土的抗剪強度是指土體抵抗 剪切破壞的極限能力，是土的重要力學性質(zhì)之一。其抗剪強度指標為內(nèi) 摩擦角 Φ、粘聚力 C。根據(jù)《土工試驗方法標準》，此試驗分為慢剪試 驗、固結快剪試驗、快剪試驗及砂類土的直剪試驗四種方法。其中快剪 試驗是工業(yè)與民用建筑中最長用的一種，這里我們著重討論一下。

3.2《土工試驗方法標準》中指出本試驗方法適用與滲透系數(shù)小于 10- 6 cm/s 的細粒土。試驗步驟中應注意以下三方面：

（1）取標準試樣時，一定 要取土質(zhì)比較均勻，四個試樣的性質(zhì)相差不要太大的，否則就會出現(xiàn) C 為負值的情況，取完試樣可以用天平測一下土的質(zhì)量密度。

（2）對松軟試 樣垂直壓力應分級施加，以防土樣擠出，實際工程中，試驗人員往往忽 略這一點，一次性壓到第一級，當壓到第二級荷載時會發(fā)生土樣擠人透 水石與剪切盒之間縫隙的情況而無法剪切。這樣不但不能更快的完成試 驗任務，而且會使這個試樣沒有剪切數(shù)據(jù)，因為送來的試樣是有一定規(guī) 定的。所以一定要按標準方法操作。

（3）標準中規(guī)定在施加垂直壓力后， 拔去固定銷，立即以 0.8mm/min 的剪切速度進行剪切。千萬不能為了節(jié) 省時間而人為提高剪切速度，這樣會造成剪切強度偏低，而影響試驗數(shù)值。

4. 總結

一個勘察項目的最終結果是否準確，室內(nèi)土工試驗的重要性是顯而易見的，因此要嚴格控制與土工試驗有關的各個環(huán)節(jié)，將所有可能發(fā)生的誤差降低到最小，才能準確完成土樣的定性、定量分析與評價，為建 設單位提交合格的勘察成果。