探討影響巖土工程中土工試驗(yàn)質(zhì)量因素

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（廣東省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)，廣東 惠州 516001）

1 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，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.

表1 取土器規(guī)格表

（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?，以免沖壞巖層和土樣。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)管靴對土層的擾動，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，以免擾動土體。

（5）封樣要求。對于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級土樣取出后應(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。內(nèi)容應(yīng)包括工程名稱，試坑或鉆孔編號、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)場鑒別和描述及定義、取土方法等。在實(shí)際取樣過程，我們常常會發(fā)現(xiàn)以下問題：①選取樣品時(shí)需要將樣品進(jìn)行多次沖擊：因?yàn)闃油潦艿綌?shù)次沖擊，屬于無意識對土樣產(chǎn)生沖擊，當(dāng)樣品承受到一定壓力情況下，土樣各空隙中會有水分流出，導(dǎo)致樣品變硬，同時(shí)樣品密度也發(fā)生變化，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出土樣壓縮系數(shù)a變小、樣品孔隙e變小、土樣壓縮模量Es變大，所驗(yàn)證出來的數(shù)據(jù)是根據(jù)以上研究得出。②封樣要求達(dá)不到：無樣蓋，包裹不緊密，未蠟封，或運(yùn)輸過程中密封遭到破壞，結(jié)果是濕度變小，樣品結(jié)構(gòu)破壞，含水量、承載力及壓縮性等指標(biāo)與真實(shí)相異。③取樣位置與實(shí)際不符或取樣標(biāo)識不清晰：有的工作人員不按規(guī)范要求取樣，使土樣沒有真實(shí)代表性，比如：應(yīng)在12米取的樣，實(shí)際卻在14米處取樣，或者標(biāo)識潦草致試驗(yàn)員將12米誤作18米的深度，導(dǎo)致所測的物性指標(biāo)不代表記錄位置土樣指標(biāo)，危害極大。

2 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，如樣品擾動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引起樣品液性指數(shù)IL，含水量w及孔隙比e都會變小，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)。否則會造成含水率不準(zhǔn)確。

3 數(shù)據(jù)的校核

數(shù)據(jù)是感官認(rèn)識的定量化，是定性描述在數(shù)值上的界定，土工試驗(yàn)的過程正是定性描述與定量數(shù)值的統(tǒng)一過程，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。在開土取土的過程中，感到土是較軟的或測出的液性指數(shù)較低，測出的壓縮系數(shù)小，這說明該操作有誤或記錄有誤，要檢查各環(huán)節(jié)，找不出原因要重新取土測試。

4 數(shù)據(jù)處理

①數(shù)據(jù)的取舍：整理時(shí)對試驗(yàn)資料中明顯不合理的數(shù)據(jù)，應(yīng)通過研究，分析原因，在有條件時(shí)，進(jìn)行一定的補(bǔ)充試驗(yàn)后，可決定對可疑數(shù)據(jù)的取舍或改正。舍棄試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)誤差分析或概率的概念，按三倍標(biāo)準(zhǔn)差作為舍棄標(biāo)準(zhǔn)，即在資料分析中應(yīng)該舍棄那些在平均值三倍標(biāo)準(zhǔn)差范圍以外波動的測定值，然后重新計(jì)算整理。②數(shù)據(jù)整理：土工試驗(yàn)中數(shù)據(jù)的整理與分析能夠運(yùn)用數(shù)次測定取平均值得出，同時(shí)算出各項(xiàng)指標(biāo)的差異系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差值，用來研究土工樣品算數(shù)平均值變化程度，這一做法可以驗(yàn)證計(jì)算方法的可靠性。若需要進(jìn)行計(jì)算的數(shù)據(jù)量大，所得出的結(jié)果就趨向于實(shí)際平均值，但是一般情況下實(shí)際測試數(shù)據(jù)組數(shù)較少，測定出的數(shù)據(jù)會出現(xiàn)誤差，土工樣品會對工程建設(shè)產(chǎn)生影響，對非主要建筑物應(yīng)取用標(biāo)準(zhǔn)差平值。

圖1 土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)推理過程

在有些情況下，尚需求出不同土體單元綜合使用時(shí)的計(jì)算指標(biāo)，這種綜合性的土性指標(biāo)，一般采用圖解法或最小二乘方分析法確定。

5 總結(jié)

人為因素所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)離散性是可以通過技術(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。