室內(nèi)巖土試驗(yàn)應(yīng)注意的問題解析

葛飛

廣東省環(huán)境地質(zhì)勘查院 廣東 廣州 510000

正文：

引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，當(dāng)今工程項(xiàng)目數(shù)量也越來(lái)越多。在工程前期巖土勘測(cè)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，室內(nèi)巖土試驗(yàn)作為十分重要的環(huán)節(jié)之一，可以為后續(xù)勘察設(shè)計(jì)工作提供強(qiáng)有力的資料數(shù)據(jù)，會(huì)直接影響基建工程的使用與建造。室內(nèi)巖土試驗(yàn)大體上可以分為兩大類，一是物理性質(zhì)試驗(yàn)，也就是測(cè)定巖土在自然條件下的特性指標(biāo)；二是力學(xué)性能試驗(yàn)，也就是通過測(cè)量外力作用下的巖土抵抗外界能力的一項(xiàng)指標(biāo)。這些指標(biāo)都會(huì)在很大程度上影響工程設(shè)計(jì)與選材，例如地基土層劃分、地基承載力、天然地基選擇、地基處理工藝等等。因此加強(qiáng)室內(nèi)巖土試驗(yàn)分析有著重要意義。

1、室內(nèi)巖土試驗(yàn)綜合概述

在室內(nèi)巖土試驗(yàn)當(dāng)中，需要采用相關(guān)的試驗(yàn)操作規(guī)程、方法，并按照巖土工程勘測(cè)的實(shí)際情況，采用標(biāo)準(zhǔn)化儀器設(shè)備對(duì)試樣進(jìn)行檢查，從而得出精準(zhǔn)的巖土物理、力學(xué)性能指標(biāo)。工程設(shè)計(jì)人員將室內(nèi)巖土試驗(yàn)各類參數(shù)作為工程設(shè)計(jì)、選材的重要依據(jù)，同時(shí)還可以計(jì)算出工程整體的荷載力、地基施工基礎(chǔ)方案等。這就需要保障室內(nèi)巖土試驗(yàn)的合理性，在實(shí)際工作當(dāng)中掌握試驗(yàn)過程中需要注意的問題，這樣才能夠全面保障勘測(cè)工作質(zhì)量。

2、室內(nèi)巖土試驗(yàn)中應(yīng)注意的問題

2.1 含水率、比重、天然密度方面

這三項(xiàng)數(shù)據(jù)作為巖土的基本物理指標(biāo)，通過上述三個(gè)物理數(shù)據(jù)可以得出巖土的干密度、孔隙度、孔隙比、飽和度等指標(biāo)。三項(xiàng)基礎(chǔ)指標(biāo)試驗(yàn)是否精準(zhǔn)，不僅會(huì)直接影響巖土的物理指標(biāo)，同時(shí)也會(huì)影響其力學(xué)指標(biāo)。這就需要確保三項(xiàng)基準(zhǔn)值的正確性。

在三項(xiàng)基礎(chǔ)指標(biāo)當(dāng)中，含水率是最不穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，其含水率變化波動(dòng)大，通常在15-60%范圍內(nèi)。不同性質(zhì)的土壤，其含水量也有所差異，再加上各類因素的影響，如果土層深埋不同、不均勻、取樣不標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備擠壓、土樣運(yùn)輸失水等，都會(huì)造成含水率波動(dòng)。這就需要試驗(yàn)人員結(jié)合工程開展實(shí)際情況，減少含水率的影響因素，獲取更加精準(zhǔn)的含水量參數(shù)。對(duì)含水量實(shí)測(cè)數(shù)值和切樣時(shí)經(jīng)驗(yàn)判定的含水率、干濕度進(jìn)行對(duì)比，如果二者數(shù)據(jù)相差較大，則要分析具體因素，如果實(shí)測(cè)含水量超出估計(jì)值很多，可能是因?yàn)楹娓蓵r(shí)間過短；烘干溫度過低，土粒周邊結(jié)合水還沒有實(shí)現(xiàn)汽化；取樣過程中局部進(jìn)水；土類粘粒含量較高。

土粒比重Gs可以計(jì)算出天然空隙比、粒度成分指標(biāo)、飽和度。土的密度值雖然也是一個(gè)變化值，不同土樣重度值也存在著差異性。但是對(duì)于某個(gè)土樣來(lái)說(shuō)，其穩(wěn)定值容易被測(cè)量，通常是采用平行測(cè)定方法。如果在平行測(cè)定中出現(xiàn)了較大的差異，可能是因?yàn)橥临|(zhì)不均造成的結(jié)果，結(jié)合實(shí)際情況展開調(diào)整即可。

2.2 巖土的界限含水量試驗(yàn)

在室內(nèi)巖土試驗(yàn)過程中，巖土界限含水量測(cè)定還存在著一定問題。首先，液限w標(biāo)準(zhǔn)確定處于過渡期間，也就是將標(biāo)準(zhǔn)圓錐下沉10mm、17mm作為液限含水量。這就導(dǎo)致人們對(duì)巖土名稱、狀態(tài)生成不同程度的誤解。對(duì)于一些非專業(yè)人員來(lái)說(shuō)，通常無(wú)法明確其中的原委。因此，本文建議在試驗(yàn)報(bào)告當(dāng)中同時(shí)提供10mm、17mm液限值。結(jié)合實(shí)際的需求設(shè)定，明確地基承載力在10mm液限情況下的物理力學(xué)指標(biāo)，地基圖分類與巖土評(píng)判的干濕狀態(tài)采用17mm液限值；其次，在測(cè)定巖土液塑限過程中，國(guó)際上標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是通過0.5mm的篩子才能夠開展試驗(yàn)工作。在實(shí)際試驗(yàn)中，部分殘土用肉眼觀察具有很多的砂礫、礫石、巖屑，如果通過了0.5mm篩子展開試驗(yàn)，則可能提高塑性指數(shù)，無(wú)法反映出巖土的實(shí)際物理力學(xué)性能。針對(duì)此類問題最好是采用篩分法明確巖土粒徑，如果達(dá)到了砂土標(biāo)準(zhǔn)，則不需要進(jìn)行液限、塑限試驗(yàn)。最后，界限含水量土樣制備方式的影響結(jié)果。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)下，規(guī)定了需要采用較為軍魂的巖土進(jìn)行含水量檢測(cè)，如果巖土試樣當(dāng)中存有較多的砂礫、卵石等，采用風(fēng)干土樣方法，并通過0.5mm的篩子，之后加入水浸潤(rùn)12h。如果是采用天然含水狀態(tài)的土壤試樣時(shí)，要盡可能將土塊進(jìn)行切碎處理，如果土樣含水量較大、粘性較大，往往無(wú)法切的很細(xì)，大部分粒徑都在0.5mm以上，在水浸潤(rùn)過程中往往難以達(dá)到均衡狀態(tài)，硬粒數(shù)量非常多，從而對(duì)最終試驗(yàn)結(jié)果造成極大的影響，所以盡可能不采用天然含水的巖土進(jìn)行試驗(yàn)。如果采用的是風(fēng)干土樣，則需要先將土樣粉碎，經(jīng)過0.5mm篩子，保證土樣足夠均衡細(xì)膩，之后采用水浸潤(rùn)24h（以上），浸潤(rùn)時(shí)間越長(zhǎng)越好，保障土樣的水化率，這樣即可讓土顆粒吸附與水條件達(dá)到自然結(jié)合，更好的反映出土塊塑性，從而得到更加真實(shí)的塑性數(shù)據(jù)。

2.3 土塊的固結(jié)試驗(yàn)

在固結(jié)試驗(yàn)過程中，能夠檢測(cè)巖土在壓力作用下的壓縮性能。影響固結(jié)試驗(yàn)精度的因素有很多，部分因素很容易被找到，例如在開土過程中，會(huì)感到土十分的松軟或者直接感受到土體含水量較大，從而判定壓縮模量較大，這表明試驗(yàn)操作存在著誤差、記錄有錯(cuò)、儀器沒有校準(zhǔn)等情況，需要對(duì)各個(gè)試驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查。在開土過程中，如果土質(zhì)較硬，并且測(cè)得壓縮模量較小，則可能在勘測(cè)過程中因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)面擾動(dòng)造成試樣進(jìn)水。如果在試驗(yàn)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)在一級(jí)荷載作用下，百分表所得變形數(shù)據(jù)接近或小于同級(jí)荷載作用力下達(dá)變形量，則表示儀器安裝時(shí)歸零有問題或者試樣為膨脹土。

2.4 土顆粒分析試驗(yàn)

土顆粒試驗(yàn)通常采用密度計(jì)法，主要檢測(cè)粒徑低于0.075mm的試樣。在試驗(yàn)當(dāng)中，由于對(duì)低速運(yùn)動(dòng)微小球形顆粒需要憑借介質(zhì)粘性阻力、有效重力導(dǎo)出，而實(shí)際試驗(yàn)往往無(wú)法滿足這一要求。所以測(cè)量存在著一定偏差。Stocks公式要去懸浮液濃度在1-3%之間，如果試驗(yàn)采用了100ML水，應(yīng)該加入10-30g試樣。還需要控制沉降速度，由于下降的1min內(nèi)速度非?？?，不符合層流要求，容易出現(xiàn)偏差，這就需要控制試樣下沉速度，減少偏差。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在室內(nèi)巖土試驗(yàn)單重，密度、含水量是最為重要的兩項(xiàng)指標(biāo)，同時(shí)也要考慮其他物理力學(xué)指標(biāo)的科學(xué)性，這就需要掌握室內(nèi)巖土試樣應(yīng)注意的問題，這樣才能夠確保巖土試驗(yàn)開展質(zhì)量，確?？睖y(cè)工作能夠順利進(jìn)行。