土工試驗(yàn)中數(shù)據(jù)異常的影響因素及解決方案

李鑫

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊(duì)，吉林長春 130000）

土工試驗(yàn)是巖土勘察工程中的重要構(gòu)成部分，通過該項(xiàng)工作開展可以獲得準(zhǔn)確的巖土物理力學(xué)性能指標(biāo)，在有效掌握巖土層的特性中更好的開展工程設(shè)計(jì)和地基處理工作。本文嘗試從土工試驗(yàn)的內(nèi)涵入手，對引發(fā)土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常的各類因素進(jìn)行總結(jié)與分析，然后提出科學(xué)采樣、運(yùn)輸管理、規(guī)范操作、方法選擇等解決措施，以供參考。

1 土工試驗(yàn)的內(nèi)涵

土工試驗(yàn)就是對施工區(qū)域內(nèi)土層特性和地質(zhì)條件進(jìn)行數(shù)據(jù)化分析的過程，通過開展土層滲透性、土的固結(jié)、土的剪切、土的承載力等試驗(yàn)，分析土的含水率、密度、顆粒成分。在通過土工試驗(yàn)為研究土體變形機(jī)理和工程地質(zhì)性質(zhì)提供可靠的土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)以后，可以為工程施工方案設(shè)計(jì)、地基處理方法選擇、增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性等提供有力支持，保證最終工程施工質(zhì)量和使用安全[1]。

2 土工試驗(yàn)中數(shù)據(jù)異常的影響因素

對引起土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常的影響因素進(jìn)行總結(jié)，主要包括：（1）采樣不合理。在開展土工試驗(yàn)工作之前，要重視巖土體取樣工作，若在這過程中出現(xiàn)采樣不夠科學(xué)合理的情況，比如沒有根據(jù)地區(qū)地質(zhì)特性和巖土層分布情況對土壤進(jìn)行采集，則無法保證采樣巖土體具有地區(qū)代表性，會(huì)影響最終的試驗(yàn)結(jié)果。（2）運(yùn)輸管理不足。在完成巖土體采樣工作后，要將其送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測量試驗(yàn)，整個(gè)運(yùn)輸過程若采樣巖土體受到了外界天氣、運(yùn)輸時(shí)間等因素影響，也可能會(huì)引發(fā)巖土樣本變質(zhì)的問題，降低試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性。（3）方法儀器選擇不當(dāng)。土工試驗(yàn)包括含水率試驗(yàn)、抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)、密度試驗(yàn)等內(nèi)容，針對不同內(nèi)容進(jìn)行土工試驗(yàn)操作，也要選擇合適的方法和儀器，但是實(shí)驗(yàn)中卻出現(xiàn)方法儀器選擇不當(dāng)?shù)那闆r，這不僅會(huì)降低土工試驗(yàn)工作開展效率，還無法保障數(shù)據(jù)結(jié)果質(zhì)量。（4）人員操作不規(guī)范。土工試驗(yàn)工作的開展，不僅涉及到的試驗(yàn)內(nèi)容和操作流程比較多，而且對試驗(yàn)工作人員綜合素質(zhì)也提出較高的要求，實(shí)際作業(yè)過程若人員出現(xiàn)試驗(yàn)要點(diǎn)把握不足、操作不夠科學(xué)規(guī)范等的情況，也會(huì)對土工試驗(yàn)結(jié)果帶來不利的影響，還要結(jié)合實(shí)際采用有效措施進(jìn)行應(yīng)對和解決[2]。

3 土工試驗(yàn)中數(shù)據(jù)異常的解決辦法

3.1 科學(xué)采樣

保證巖土體采樣科學(xué)和質(zhì)量，才能為土工試驗(yàn)工作有效開展和數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確性奠定良好的基礎(chǔ)，具體措施包括：（1）了解區(qū)域巖土情況。采樣人員在深入地區(qū)實(shí)際開展巖土體采樣工作時(shí)，需要根據(jù)區(qū)域相關(guān)地質(zhì)調(diào)查資料，對區(qū)域的巖土情況進(jìn)行調(diào)查和了解，明確巖土的實(shí)際結(jié)構(gòu)層次以后，確定巖土體的具體采樣點(diǎn)，取樣時(shí)也要保證均勻性。（2）保證取樣操作規(guī)范。在取樣過程中，采樣人員需要進(jìn)行鉆孔操作，要控制好鉆孔的傾斜度、垂直度等，以防止因?yàn)橥翆邮艿綁毫ψ饔枚l(fā)原土結(jié)構(gòu)層次變化的情況。另外，取樣時(shí)還要清潔鉆孔孔底，特別是取樣過程出現(xiàn)的殘余顆粒，要將其有效清理出來，以通過其獲得樣本原有的壓縮系數(shù)[3]。（3）合理選擇取樣儀器。在準(zhǔn)確把握巖土的實(shí)際特性以后，就可以選擇合適的儀器設(shè)備進(jìn)行取樣作業(yè)，要控制好設(shè)備的取樣速度，以防止因?yàn)槟Σ亮υ黾佣淖冊翗拥慕Y(jié)構(gòu)特性，影響后期土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確度。

3.2 運(yùn)輸管理

要防止樣本運(yùn)輸管理不足，導(dǎo)致土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常狀況，需要高度重視樣本運(yùn)輸管理，具體措施包括：（1）樣本密封保存。在完成巖土體取樣工作后，可以采用分類包裝的形式進(jìn)行管理，要注意檢查包裝的密封性，要增加防潮層，以防止因?yàn)殚L途運(yùn)輸和外界環(huán)境，對樣本質(zhì)量產(chǎn)生不良的影響。（2）加強(qiáng)防震處理。在樣本受到較大壓力狀態(tài)下，自身結(jié)構(gòu)和性能也會(huì)發(fā)生一定的變化，對樣本進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)要做好防震處理，比如采用懸浮式包裝方法、全面防震包裝方法等，即便是運(yùn)輸過程發(fā)生顛簸的情況也不會(huì)對樣本本身結(jié)構(gòu)造成較大的擾動(dòng)。（3）采用就近原則。要切實(shí)保證采集巖土體的樣本質(zhì)量，就要盡可能的減少長途運(yùn)輸情況發(fā)生，嚴(yán)格遵循就近原則對樣本開展土工試驗(yàn)和數(shù)據(jù)測試工作。

3.3 方法選擇

土工試驗(yàn)包含的內(nèi)容有很多，比如含水率、密度等，針對不同內(nèi)容要選擇不同的方法，這樣才能保證實(shí)際工作效率和最終試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，具體包括：（1）土的含水率試驗(yàn)。在開展土的含水率試驗(yàn)時(shí)，可以對烘干法、核子射線法、酒精燃燒法等進(jìn)行運(yùn)用，其中烘干法適用于各類土，核子射線法適用于現(xiàn)場原位測定填料為細(xì)粒土，酒精燃燒法適用于不含有機(jī)物的砂類土和黏土。這里以烘干法為例，試驗(yàn)時(shí)要取15～30g的試樣，將之置入到烘箱內(nèi)，溫度控制在105～110oC 之間，在試樣達(dá)到恒重狀態(tài)以后，從烘箱中取出放到干燥容器內(nèi)進(jìn)行冷卻，然后采用（m0/md-1）×100 公式對試驗(yàn)的含水率進(jìn)行計(jì)算，其中m0 和md 分別表示濕土質(zhì)量和干土質(zhì)量，單位為g。（2）土的密度試驗(yàn)。開展土的密度試驗(yàn)工作，運(yùn)用環(huán)刀法、灌砂法、灌水法，其中環(huán)刀法適用于粉土和黏土，灌砂法在現(xiàn)場測定最大粒徑低于75mm 的土中應(yīng)用較多，灌水法在現(xiàn)場測定最大粒徑低于200mm的土中應(yīng)用較為廣泛。這里以環(huán)刀法為例，首先選擇適合的環(huán)刀、天平的儀器設(shè)備，其中環(huán)刀內(nèi)徑和高度分別不能超過79mm和20mm，天平稱量若為200g，最小分度值就為0.01g，測定時(shí)要在環(huán)刀內(nèi)壁涂抹一層凡士林，在完成切削土樣以后，稱環(huán)刀和土的總質(zhì)量，在計(jì)算得到試樣的濕密度和干密度以后，就可以對取測值的平均值。

3.4 規(guī)范操作

試驗(yàn)人員綜合素質(zhì)水平的高低和實(shí)際操作規(guī)范性也會(huì)對試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性帶來直接性的影響，為此要防止土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常情況出現(xiàn)，還要保證試驗(yàn)人員操作規(guī)范性，具體措施包括：（1）制定嚴(yán)格工作制度。在開展土工試驗(yàn)工作之前，要對土工試驗(yàn)工作內(nèi)容、方法流程、具體要求等進(jìn)行全面梳理，然后制定科學(xué)的工作制度和實(shí)施細(xì)則，讓試驗(yàn)人員嚴(yán)格按照規(guī)章制度要求進(jìn)行操作，這樣既能夠防止數(shù)據(jù)異常情況發(fā)生，又能夠提高實(shí)際工作效率。（2）加強(qiáng)試驗(yàn)過程監(jiān)管。在開展含水率、密度等土工試驗(yàn)工作時(shí)，要防止試驗(yàn)人員出現(xiàn)操作不規(guī)范的情況，則有必要對土工試驗(yàn)過程實(shí)施嚴(yán)格的監(jiān)督和管理，科學(xué)指導(dǎo)和監(jiān)督試驗(yàn)人員嚴(yán)格遵照工作流程進(jìn)行作業(yè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)土工試驗(yàn)過程存在的問題，并在第一時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化解決。（3）落實(shí)試驗(yàn)結(jié)果檢驗(yàn)。在完成土工試驗(yàn)工作以后，也要及時(shí)對試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)是否真實(shí)、準(zhǔn)確和可靠進(jìn)行檢查，可以采用多幾次試驗(yàn)測量分析的方式，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)的異常情況，并在取試驗(yàn)均值中確保結(jié)果準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語

土工試驗(yàn)工作開展，其所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果極容易受到取樣、運(yùn)輸、操作等環(huán)節(jié)的影響，進(jìn)而出現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常的情況，極大降低了巖土工程勘察質(zhì)量。要妥善解決這一問題，就要從科學(xué)合理取樣入手，依次做好樣本運(yùn)輸管理、方法合理選擇、試驗(yàn)規(guī)范操作等工作，以推動(dòng)土工試驗(yàn)活動(dòng)更加順利的展開，最終試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確性也能得到有力保障。