董蘭亭

[摘 要]近一兩年國家大力發(fā)展中西部鐵路建設，山西、陜西、內蒙地區(qū)上覆地層都是以新黃土為主。新黃土的主要特征是濕陷性。黃土是第四系以來在干旱及半干旱地區(qū)形成的一種特殊土，天然黃土受水浸后，在上部自重應力或附加應力的作用下會產生急劇或顯著的下沉，這種現象稱為濕陷性。黃土濕陷性的評價是靠試驗室提供的濕陷系數判定。黃土取樣的成功率直接影響著試驗成果的可靠性。

[關鍵詞]黃土；取樣裝置；濕陷性；環(huán)刀；

中圖分類號：TU413.5 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）03-0096-01

一、黃土濕陷性試驗工作常規(guī)取樣過程

首先在環(huán)刀內壁涂一薄層凡士林，刀刃向下放在土樣上，將環(huán)刀垂直下壓，并用修土刀沿環(huán)刀外側切削土樣，邊壓邊削至土樣高出環(huán)刀，采用鋼絲鋸或修土刀整平環(huán)刀上端土樣，擦凈環(huán)刀外壁；用玻璃片按順序沿環(huán)刀下端口覆蓋于環(huán)刀上面；玻璃片蓋好后，利用托板斜插入環(huán)刀正下方，插入過程中托板與環(huán)刀之間有一定距離間隔；利用托板將環(huán)刀反轉，反轉過程中用手將玻璃片固定，使砂土樣不沿環(huán)刀下端口漏出；利用鋼絲鋸或修土刀將反轉后的土樣削平，至此原狀砂土樣制備完成，土樣完全無擾動；其總體工藝簡單，操作簡單，適用性強：

1、自2011年以來我院承擔的晉、陜、蒙地區(qū)主要以黃土區(qū)域地層分布的勘察項目較多，通過試驗室成果資料檢查和相關專業(yè)意見反饋，認為當前黃土濕陷性試驗的成功率不是很高，地質人員經常抱怨試驗室沒有提供足夠可用的濕陷性指標。針對這個問題，我們選擇典型項目進行了調查統(tǒng)計。（如下表1）

通過調查分析黃土試驗試驗成功率僅為85%，而我們知道黃土濕陷性試驗的操作步驟和一般粘性土固結試驗的的操作步驟基本相同，一般粘性土樣室內固結試驗的成功率在98%以上，這么低的成功率意味著每取10組樣品就有將近兩組樣品不能完成濕陷性固結試樣，那么這種問題是由于樣品自身問題還是試驗操作問題造成的呢？帶著這個問題，我們通過詳細調研查明了問題的主要原因：

原因一：黃土一般為多年風積形成，具有低含水率和較大的孔隙，地面以下較淺層黃土膠結不密實，開樣易散，造成樣品報廢，深層黃土堅硬但豎向裂隙發(fā)育，往往在取環(huán)刀壓入時整體開裂破壞。

原因二：要克服上述問題，必須在開樣時對土樣狀態(tài)進行保護，但多年來土工試驗室對黃土環(huán)刀取樣一直采用鋼絲鋸、削土刀、刮平刀等簡易開土工具進行環(huán)刀取樣，沒有有效的措施或工具裝置對樣品進行保護。

2、帶著這個想法我們又進行了多方位的調查，包括對社會上其它試驗室是否存在相同問題及解決手段，相關的專利產品以及有沒有相同功能的產品等。

調查結論是其它試驗室與我們遇到的問題基本一致，都沒有很好的手段，通過網上調查查詢發(fā)現目前市面上只有針對地下水位以上的軟土有采樣工具，且只適合外業(yè)地表土樣，不符合工程地質勘察試驗要求。

二、新型黃土取環(huán)刀設備使用情況進行分析

1、新型取樣器見附圖

（見圖1）

2、使用前和使用后對黃土取樣的成功率進行對比。

附表；（見表2）

我們在有黃土濕陷性試驗的項目中進行了實際測試，測試結果達到并超過了我們的預期目標，通過使用本裝置，使得黃土濕陷性取樣的成功率提高到97%，與常規(guī)粘性土樣98%的試驗成功率已經非常接近.

2.效果測試二：使用前和使用后對黃土濕陷性的試驗工作效率的影響。

我們通過對試驗人員使用本裝置前取一個樣品環(huán)刀所用的時間與使用裝置后所用的時間進行統(tǒng)計對比，按一個黃土樣做雙線法試驗需要取兩個環(huán)刀來計算，通過使用本裝置，由以前的8分鐘縮短到6分鐘，節(jié)省了環(huán)刀取樣工作時間。

3、 土樣的密度準確率能達到 98%

總結：（見表3）

a.黃土環(huán)刀取樣器的使用明顯的提高了取樣的成功率，保證了實驗數據的完整性和準確性。也進一步提高了工作效率，減輕了工作負擔。

b.黃土濕陷性試驗環(huán)刀取樣裝置不僅適用于表層松散黃土環(huán)刀取樣，同樣還適用于原狀砂層、流塑狀和硬塑狀態(tài)黏性土以及全風化泥巖等，具有非常廣泛的適用性，如能解決原狀砂樣的環(huán)刀取樣問題，那么外業(yè)鉆探則不必采用取砂器，僅此一點，即可節(jié)省大量的鉆探消耗，并能提高勘察質量。

參考文獻

1.《鐵路工程土工試驗規(guī)程》TB10102-2004；

2.《土工試驗方法標準》GB/T50123-1999；

3.《土的工程分類標準》GB/T50145-2007；

4.《鐵路工程地質勘察規(guī)范》TB10012-2007endprint