許文巧+劉清

摘 要： 分析了土工試驗(yàn)中的幾個(gè)常見問題，總結(jié)了室內(nèi)土工試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并就試驗(yàn)中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象或偏差進(jìn)行了較深入地分析探討，提出了提高土工試驗(yàn)工作質(zhì)量的方式、方法。

關(guān)鍵詞： 土工試驗(yàn)；試驗(yàn)指標(biāo)；問題分析

1、土的物性試驗(yàn)及試驗(yàn)中存在的主要問題

1.1土的比重、密度、含水量試驗(yàn)

在土的物理試驗(yàn)中，比重、含水量、密度是三個(gè)最基本物性指標(biāo)，用它們可以換算土的干密度、孔隙比、孔隙度、飽和度等指標(biāo)。這三項(xiàng)指標(biāo)的正確與否，不僅影響其他指標(biāo)的變化，而且還影響土的一系列力學(xué)指標(biāo)。因此準(zhǔn)確測(cè)定這三項(xiàng)指標(biāo)有著重要的意義。在這三個(gè)基本指標(biāo)中土粒的比重是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的值，它決定于土的礦物成分，它的數(shù)值一般是2.6～2.8，數(shù)值大小與所含礦物、粒度成分等有關(guān)，若含有機(jī)質(zhì)較多時(shí)比重較小。由于同一地區(qū)同一類型土的比重比較接近，況且比重試驗(yàn)的操作比較麻煩，現(xiàn)在許多單位都是根據(jù)本地經(jīng)驗(yàn)，直接采用了比重的經(jīng)驗(yàn)值，缺少實(shí)際依據(jù)。要減少差異，應(yīng)通過收集整理這方面數(shù)據(jù)，建立適用于本地區(qū)各類土的比重值。當(dāng)然對(duì)于重大工程和特殊條件下的土工試驗(yàn)，如土中含有機(jī)質(zhì)大于5%時(shí)，土的比重可降到2.4以下，應(yīng)對(duì)土樣進(jìn)行實(shí)測(cè)，才能真實(shí)反映土的工程特性。

土的密度取決于土粒的重量、孔隙體積的大小和孔隙中水的重量，其綜合反映了土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征。該項(xiàng)試驗(yàn)較簡(jiǎn)單，一般在取樣后立刻進(jìn)行。需注意的是開土切樣時(shí)要用切土刀，將土樣取入環(huán)刀后，需用專門的刮土刀整平環(huán)刀兩端土樣?，F(xiàn)在大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室人員直接用切土刀刮平，這是一種極其錯(cuò)誤的操作方法。因?yàn)榻?jīng)常開樣，切土刀刃口經(jīng)長(zhǎng)期使用會(huì)磨損呈凹形，就會(huì)造成測(cè)得的密度偏大、孔隙比偏小、飽和度偏大等情況。因此對(duì)試驗(yàn)人員從一開始就應(yīng)當(dāng)規(guī)范要求，如按規(guī)范操作與其本身物理性能指標(biāo)不符，這時(shí)應(yīng)及時(shí)查找原因，更換新的刮土刀或環(huán)刀以確保試樣質(zhì)量，正確求得土的密度。試驗(yàn)中應(yīng)對(duì)照送樣單的野外定名，在合適的部位切取試件。

含水量是最不穩(wěn)定的，不同的土有不同的含水量，而且由于各種因素，如土層的不均勻，取土不標(biāo)準(zhǔn)，野外取樣不規(guī)范，土樣在運(yùn)輸及存放期間保護(hù)不當(dāng)?shù)?，都?huì)影響成果的準(zhǔn)確度。所以要求野外人員取樣、運(yùn)輸、保管樣品規(guī)范化，試驗(yàn)人員應(yīng)注意取樣的代表性及均勻性，及時(shí)裝盒加蓋避免水分的損失，準(zhǔn)確測(cè)出這一指標(biāo)。若為連續(xù)試驗(yàn)，則土樣盒在使用中可能未洗凈或會(huì)受到一定腐蝕，因此必須在取樣前重新稱取盒重。依據(jù)試驗(yàn)規(guī)程應(yīng)取兩個(gè)以上的土樣進(jìn)行平行試驗(yàn)，去除離散較大的值后取平均值。

1.2土的液限與塑限試驗(yàn)

做液塑限試驗(yàn)時(shí)，有的使用錐式液限儀，有的使用液塑限聯(lián)合測(cè)定儀，這樣就難免因?yàn)槭址ú灰恢率沟猛恢笜?biāo)因試驗(yàn)人員不同，得出的結(jié)果也不盡相同。還有因調(diào)土不均勻、不透，或使用磨損嚴(yán)重的圓錐儀，得出偏大的液限值。這樣本來可以判定為可塑狀的土，結(jié)果卻出現(xiàn)硬塑或堅(jiān)硬，無形中增加了建筑的風(fēng)險(xiǎn)。做塑限試驗(yàn)時(shí)，搓條法現(xiàn)在還被普遍認(rèn)同，但標(biāo)準(zhǔn)不易掌握，人為因素影響較大，對(duì)低塑性土更為明顯。有的單位，不直接測(cè)定，而利用液、塑限之間的相關(guān)公式計(jì)算出塑限值。如果這種間接計(jì)算塑限值是限定在有大量對(duì)比資料基礎(chǔ)上的話，其誤差還能事先估計(jì)，問題在于將這種計(jì)算盲目擴(kuò)大，套用失控，使測(cè)試成果嚴(yán)重失真。因此要想測(cè)出最真實(shí)的數(shù)據(jù)，必須提高試驗(yàn)人員的素質(zhì)，并且按照相應(yīng)的規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行。另外，粉土是粒徑大于0.075mm的顆粒，質(zhì)量不超過總質(zhì)量的50%，且塑性指數(shù)不大于10的土。在試驗(yàn)中，由于顆分試驗(yàn)較復(fù)雜，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室仍存在僅按塑性指數(shù)不大于10來定名粉土的不全面、不準(zhǔn)確的做法。若需要測(cè)得粘粒含量還須要用密度計(jì)法或移液管法進(jìn)行測(cè)定。

2、土的力學(xué)性試驗(yàn)及試驗(yàn)中存在的主要問題

2.1固結(jié)試驗(yàn)

固結(jié)試驗(yàn)的目的是通過測(cè)量各級(jí)垂直荷載下土的變形來測(cè)定土的壓縮特性。除一些特殊工程要在現(xiàn)場(chǎng)做測(cè)試外，大多數(shù)試驗(yàn)是在室內(nèi)進(jìn)行的。目前，固結(jié)試驗(yàn)存在的問題是：gb/t501231999土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)未將一小時(shí)快速法列入固結(jié)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。為縮短試驗(yàn)歷時(shí)，現(xiàn)在大多數(shù)單位習(xí)慣做法是容許黏性土最大固結(jié)壓力小于400kpa時(shí)，可用一小時(shí)加荷一級(jí)的快速法，采用綜合固結(jié)度校正。然而，有些單位在最大固結(jié)壓力大于400kpa時(shí)，仍采用一小時(shí)加荷一級(jí)的快速法，未按慢速法或用次固結(jié)增量法校正快速法。

2.2直接剪切試驗(yàn)

土的抗剪強(qiáng)度是指土體抵抗剪切破壞的極限能力，是土的重要力學(xué)性質(zhì)之一。在計(jì)算承載力，評(píng)價(jià)地基、基坑穩(wěn)定性以及計(jì)算擋土墻上土壓力時(shí)，都要用到土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，因此正確地測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度在工程上具有重要意義?？辜魪?qiáng)度的試驗(yàn)方法有多種，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)常用的有直接剪切試驗(yàn)、三軸壓縮試驗(yàn)和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。就直接剪切試驗(yàn)而言，雖然其受儀器結(jié)構(gòu)的限制，存在不少缺點(diǎn)，但由于直接剪切試驗(yàn)指標(biāo)在生產(chǎn)實(shí)踐中已積累了大量經(jīng)驗(yàn)，在一般工程中還是廣泛應(yīng)用。

3、其他一些共性問題

現(xiàn)在很多土工實(shí)驗(yàn)室都存在一些共性問題，那就是人員素質(zhì)的不一，試驗(yàn)儀器的老化，以及缺少對(duì)試驗(yàn)工作的校對(duì)審核審定制度、對(duì)工作質(zhì)量的評(píng)定及驗(yàn)收制度等等。

4、提高土工試驗(yàn)成果的措施

1）建立健全各項(xiàng)土工試驗(yàn)規(guī)章制度，規(guī)范各項(xiàng)試驗(yàn)的基本操作過程。對(duì)試驗(yàn)儀器進(jìn)行定期的保養(yǎng)及檢測(cè)，并且做到經(jīng)常性及定期檢查。對(duì)報(bào)廢不符合標(biāo)準(zhǔn)的儀器，應(yīng)及時(shí)更新，對(duì)影響試驗(yàn)質(zhì)量的儀器應(yīng)及時(shí)整修。

2）經(jīng)常組織試驗(yàn)人員學(xué)習(xí)國(guó)標(biāo)和有關(guān)規(guī)范規(guī)程，要求人員對(duì)所做出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)能有正確的判斷，對(duì)出現(xiàn)偏差及異常的數(shù)據(jù)，能找出原因并且重新更正。有機(jī)會(huì)參加些技術(shù)交流和技術(shù)講座等活動(dòng)，以提高試驗(yàn)人員的技術(shù)業(yè)務(wù)水平。

3）聘任具有較高文化及業(yè)務(wù)水平、富有專業(yè)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)骨干把關(guān)，指導(dǎo)試驗(yàn)工作，并檢查督促試驗(yàn)人員嚴(yán)格遵守國(guó)標(biāo)及規(guī)程，解決工作中的疑難問題，直至審核審定試驗(yàn)成果報(bào)告。4）嚴(yán)禁未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)、無上崗證書及專業(yè)技術(shù)職稱的人員（特別是用臨時(shí)工）參加試驗(yàn)操作。

5、結(jié)語

土工試驗(yàn)是巖土工程勘察工作的重要組成部分，它是進(jìn)行土類定名和劃分土層的重要依據(jù)，同時(shí)也可為工程設(shè)計(jì)和施工提供有效的測(cè)試結(jié)果。而測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確程度與否直接影響著工程質(zhì)量和使用安全。因此對(duì)試驗(yàn)本身應(yīng)當(dāng)高度重視，才能把各種質(zhì)量隱患消除，保證測(cè)試成果的最終質(zhì)量，為工程設(shè)計(jì)提供最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

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