王淑宏

摘要：土工試驗(yàn)是分析研究土體性質(zhì)的一項(xiàng)重要手段，只有保證土工試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性才可以更科學(xué)的掌握土體的物理性質(zhì)指標(biāo)和力學(xué)性能指標(biāo)。在實(shí)際的土工試驗(yàn)中，影響其結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性的因素有非常多，例如：試驗(yàn)人員的差異、試驗(yàn)方法的不同等。本文將通過對(duì)兩個(gè)典型的土工試驗(yàn)分析，詳細(xì)的說明了土工試驗(yàn)中不同方法對(duì)其結(jié)果所造成的影響，并給出了有效的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：土工試驗(yàn)；不同方法；結(jié)果差異

土工試驗(yàn)是工程實(shí)踐中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它可以幫助人們更深入的了解土體的性質(zhì)和狀態(tài)。然而，實(shí)際土工試驗(yàn)的結(jié)果卻因試驗(yàn)人員的專業(yè)素質(zhì)的不同，試驗(yàn)方法的不同導(dǎo)致土工試驗(yàn)測(cè)的結(jié)果出現(xiàn)很大的差異性，為了可以有效的提升土工試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，加大對(duì)其不同試驗(yàn)方法的研究是非常有必要的。

一、土工試驗(yàn)中的直剪試驗(yàn)

通常人們所說的土的抗剪強(qiáng)度實(shí)際上指的是土體抵抗剪應(yīng)力的最大極限值，簡單的來說就是土體能夠承受的剪切破壞的最大受剪能力。當(dāng)土體或土體中的一部分受到了超過抗剪強(qiáng)度的剪應(yīng)力時(shí)，土體或該部分就出現(xiàn)剪切破壞的情況。剪切破壞是土強(qiáng)度破壞總的核心問題，由土強(qiáng)度破壞所引起的問題也非常之多，例如：擋土墻側(cè)壓力問題、地基承載力問題、地基穩(wěn)定性問題等。由此可見，如何準(zhǔn)確的掌握土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)已經(jīng)成為了土工試驗(yàn)中的首要問題。

直剪試驗(yàn)主要是借助直剪儀來開展的，在實(shí)際的剪切過程中，如果土樣出現(xiàn)剪切破壞，則這時(shí)的剪應(yīng)力就是土的抗剪強(qiáng)度。為了更好的模擬土體在現(xiàn)場受剪時(shí)的排水條件，可以將直剪試驗(yàn)分成快剪、固結(jié)快剪以及慢剪三種。第一，快剪試驗(yàn)。快剪試驗(yàn)指的是在向試樣施加豎向壓力后，立即快速的施加水平剪應(yīng)力去進(jìn)行試樣剪切。第二，固結(jié)快剪試驗(yàn)。固結(jié)快剪試驗(yàn)可以允許試樣在豎向壓力下排水，等到固結(jié)穩(wěn)定后，再立即對(duì)其施加水平剪應(yīng)力，讓試樣剪切破壞。第三，慢剪試驗(yàn)。慢剪試驗(yàn)同樣也允許試樣在豎向壓力下排水，并在其固結(jié)穩(wěn)定后，再緩慢的對(duì)其施加水平剪應(yīng)力來進(jìn)行試樣剪切。

通過對(duì)快剪試驗(yàn)、固結(jié)快剪試驗(yàn)以及慢剪試驗(yàn)的結(jié)果分析，可以清楚的知道，相同土體，使用不同的實(shí)驗(yàn)方法其結(jié)果是有一定的差別的，其中，抗剪強(qiáng)度最大的是慢剪試驗(yàn)，然后到固結(jié)快剪試驗(yàn)，而快剪試驗(yàn)檢測(cè)出來土體的抗剪強(qiáng)度最小。不同的直剪試驗(yàn)方法所得出土體的抗剪強(qiáng)度分別對(duì)應(yīng)了三種不同類型、條件的土體。在實(shí)際的土工試驗(yàn)中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況去科學(xué)的選擇直剪試驗(yàn)的方法。

直剪試驗(yàn)的主要工具是直剪儀，雖然直剪儀具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如：直觀、簡便、經(jīng)濟(jì)等，但它同樣也存在著許多缺點(diǎn)，它不僅需要人為進(jìn)行確定其試驗(yàn)破壞面，而且試樣中的應(yīng)力和應(yīng)變也存在著不均勻的情況，由于試樣中各點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)和路徑的不同，使得剪切面周圍土單元上的主應(yīng)力出現(xiàn)了一定的變化，而且在其排水控制上也沒有能夠很好的滿足人們的要求，使得測(cè)量出來的孔隙水壓力有著一定的誤差。針對(duì)這一情況，人們開始進(jìn)行了直剪儀的改良，而單剪儀就是其中最具代表性的一種。它可以有效的解決應(yīng)力應(yīng)變不均勻的情況，這在很大的程度上提高了土體抗剪強(qiáng)度測(cè)量的準(zhǔn)確性。

二、土工試驗(yàn)中的三軸壓縮試驗(yàn)

就目前的土工試驗(yàn)而言，三軸試驗(yàn)可以說是一種比較完善的檢測(cè)方法。由于三軸試驗(yàn)?zāi)軌蚯逦膶⒃嚇邮芰ψ冃蔚狡茐牡恼麄€(gè)過程反映出來，所以它被廣泛的運(yùn)用在強(qiáng)度試驗(yàn)和應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系試驗(yàn)中。三軸試驗(yàn)不僅有著良好的排水控制條件，而且還可以通過模擬不同的工況去進(jìn)行應(yīng)力路徑的試驗(yàn)，即使在不排水的情況下也同樣可以進(jìn)行試樣的超靜孔隙水壓力測(cè)試。根據(jù)剪切前的固結(jié)狀態(tài)和剪切過程中排水條件的不同，可以將三軸試驗(yàn)分為不固結(jié)不排水、試驗(yàn)、固結(jié)不排水試驗(yàn)以及固結(jié)排水試驗(yàn)三種。對(duì)相同的土體，使用三種不同的三軸試驗(yàn)方法進(jìn)行土體抗剪強(qiáng)度的檢測(cè)，所得的結(jié)果為：排水試驗(yàn)檢測(cè)出來的土體抗剪強(qiáng)度最大，而固結(jié)不排水試驗(yàn)第二，不排水試驗(yàn)的土體抗剪強(qiáng)度最小。

不同路徑下的三軸壓縮試驗(yàn)也可以分以下幾種：第一，靜水壓縮試驗(yàn)。其主要是向試樣當(dāng)中施加圍壓，在圍壓逐漸增加過程中，相同應(yīng)力增量所引起的應(yīng)變?cè)隽烤蜁?huì)逐漸減小，從而到達(dá)壓實(shí)土體的效果。第二，常規(guī)三軸伸長試驗(yàn)。在進(jìn)行常規(guī)三軸伸長試驗(yàn)時(shí)，通常都是讓試樣在初始圍壓下先被各向等壓固結(jié)，同時(shí)保持軸向應(yīng)力不變，并慢慢加大圍壓，讓試樣被逐漸被擠長。第三，常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)。在進(jìn)行常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)時(shí)，要保持圍壓不變，在進(jìn)行各向等壓固結(jié)后，再逐漸提升軸向應(yīng)力直至出現(xiàn)破壞。第四，減壓的三軸壓縮試驗(yàn)。減壓的三軸壓縮試驗(yàn)首先讓式樣在相應(yīng)的應(yīng)力下被固結(jié)，然后保持軸向應(yīng)力的大學(xué)不變，并慢慢減小圍壓，這時(shí)試樣就會(huì)逐漸壓縮，直到試樣出現(xiàn)破壞。

三軸壓縮試驗(yàn)應(yīng)力路徑的不同，其土體所表現(xiàn)出來的應(yīng)力特點(diǎn)也有所差別，所以實(shí)際檢測(cè)出來的土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)也有一定的差異。雖然三軸試驗(yàn)可以有效的對(duì)實(shí)際工程所存在著的問題進(jìn)行模擬，但在實(shí)際的使用中也應(yīng)該結(jié)合具體情況進(jìn)行合理的試驗(yàn)方法選擇。就目前實(shí)際使用三軸試驗(yàn)中所出現(xiàn)的體變及孔壓測(cè)量的不準(zhǔn)等問題，可以借助滾珠、潤滑等工具去消除端部的約束，讓支座的形狀發(fā)生改變，從而能有效的消除不均勻變形的情況，同時(shí)也可以通過有效的措施去減少量測(cè)膜嵌入的影響。

結(jié)束語：總的來說，土工試驗(yàn)是獲取土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的一個(gè)重要手段，通過對(duì)直剪試驗(yàn)與三軸試驗(yàn)的分析，我們可以知道不同的試驗(yàn)方法都有著自己的優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)，其試驗(yàn)的結(jié)果也是不一樣的。直接剪切試驗(yàn)有著簡單直接的優(yōu)點(diǎn)，而三軸試驗(yàn)著可以有效的模擬實(shí)際應(yīng)用中的各種條件，并能夠?qū)ζ渑潘畻l件進(jìn)行有效的控制。在實(shí)際的應(yīng)用中，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際的土體結(jié)構(gòu)和土體性質(zhì)進(jìn)行土工實(shí)驗(yàn)方法的選擇，這樣才可以更好的提升土工試驗(yàn)中結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1]李芳.土工試驗(yàn)中不同方法對(duì)結(jié)果差異的影響及對(duì)策[J].地球，2016（1）

[2]冉玉梅.淺析土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)在解決巖土工程勘察問題中的應(yīng)用[J]，水能經(jīng)濟(jì)，2016（7）.