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        室內(nèi)常規(guī)土工試驗(yàn)試樣制備問題分析

        2020-10-28 08:00:14方蔚成
        河南建材 2020年6期
        關(guān)鍵詞:塑限液限過篩

        方蔚成

        廈門華巖勘測設(shè)計(jì)有限公司(361004)

        0 前言

        開展室內(nèi)試驗(yàn)過程中,試驗(yàn)樣品制備對整個(gè)工程質(zhì)量具有重大影響。常規(guī)土工試驗(yàn)對數(shù)據(jù)精確度要求較高,試驗(yàn)人員必須根據(jù)相關(guān)規(guī)律與特征,開展試驗(yàn)試樣制備工作。但由于巖土結(jié)構(gòu)本身具有不穩(wěn)定性,同時(shí)在取樣與運(yùn)輸過程中易被擾動(dòng),影響最終試驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此,必須針對室內(nèi)常規(guī)土工試驗(yàn)試樣制備工作中所出現(xiàn)問題進(jìn)行分析。

        1 基本制備工序

        1.1 取土樣

        采取土樣是開展試驗(yàn)試樣制備的第一步,土樣保持原有結(jié)構(gòu)與成分不變的情況下被采集,稱之為原狀土,否則稱之為擾動(dòng)土[1]。采取土樣之后就需要切取土樣,切取土樣的方法可以被分為原狀土切取或者擾動(dòng)土切取。

        1.2 土樣稱取

        由于土樣狀態(tài)不同,可以將圖樣分為細(xì)粒土樣與粗粒土樣,原狀土可以被分為烘干土與風(fēng)干土。在土樣稱取過程中,為保證最終所得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,需要對稱取過程中所用器材進(jìn)行分析,確保所選器材符合實(shí)際土樣稱取過程的需要。

        1.3 制備試樣

        1.3.1 制備擾動(dòng)土樣試樣

        擾動(dòng)土樣制備首先需要根據(jù)土樣性質(zhì)對預(yù)備程序進(jìn)行選擇。土樣可以分為細(xì)粒土樣與粗粒土樣。細(xì)粒土樣制備過程中,根據(jù)試驗(yàn)所使用儀器容器大小決定篩孔直徑大小,最終得出符合試驗(yàn)要求的土樣。粗粒土樣制備過程中,則應(yīng)根據(jù)土樣性質(zhì)進(jìn)行過篩,無黏性黏土可以稍加研磨之后過篩,黏粒附于礫粒上的土則可以使用濕過篩或2 mm篩進(jìn)行土樣制備[2]。

        1.3.2 制備重塑土樣

        在開展工程項(xiàng)目過程中,根據(jù)不同自然條件可能遇到取樣難度大、土樣難以運(yùn)輸?shù)惹闆r,因此,需要進(jìn)行重塑土制備。制備重塑土樣通常采取兩種方法:固結(jié)法與擊實(shí)法。固結(jié)法即在被風(fēng)干的土樣中直接加入蒸餾水,形成大于配比的稀泥漿,在頂部施加靜止重物使土樣固結(jié)。但利用此方法制備過程時(shí)間長,程序煩瑣,對制樣設(shè)備要求高。擊實(shí)法即根據(jù)土樣制備所需準(zhǔn)備一定質(zhì)量的擊錘,選擇合適高度自然下落,分層制取土樣直至達(dá)到試驗(yàn)要求。該方法會(huì)導(dǎo)致土樣上下層密度不一致,影響試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性。以上方法各有優(yōu)缺點(diǎn),不過最終都能達(dá)到制備重塑土樣的目的。

        1.3.3 制備原狀土樣

        將原裝土包裝皮小心開啟,對土樣上下層次進(jìn)行辨別,整理土樣兩段使其平整,確定無特殊要求時(shí),按照天然層次垂直方向進(jìn)行土樣切取。切取土樣時(shí),必須保證環(huán)刀與試樣密合,控制好同一組試樣的密度差值。根據(jù)工程實(shí)際要求決定是否飽和試樣,在確定不飽和試樣的情況下,將試樣保存至保濕器中即可。

        1.3.4 控制試樣制備

        試樣制備是對土樣進(jìn)行分析的準(zhǔn)備程序,包括進(jìn)行樣品采集、破碎、粉碎等工序。在有足夠數(shù)量的代表性土樣之后,去除所采集樣品的雜質(zhì)。在此過程中,需要嚴(yán)格執(zhí)行試樣制備規(guī)范,確保不會(huì)出現(xiàn)樣品丟失或污染的情況。在試樣制備過程中,一般使用自動(dòng)或半自動(dòng)化的設(shè)備,或直接采用手工研磨的方式處理土樣。操作者應(yīng)細(xì)心謹(jǐn)慎,避免人為因素影響土樣精度。對粉碎過的土樣過篩,需要根據(jù)所處理土樣的類型不同選擇不同過個(gè)的篩網(wǎng)。

        2 試樣制備問題

        2.1 土樣不合格

        密度、土粒比重、含水率是判斷土樣是否符合指標(biāo)的三項(xiàng)評判標(biāo)準(zhǔn)。其他指標(biāo)都是由這三項(xiàng)換算得出的。因此,在土樣制備環(huán)節(jié)必須注重這三項(xiàng)指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

        2.2 取樣不規(guī)范

        正式進(jìn)行試樣制備之前,通常會(huì)用到刮土刀開土進(jìn)行取樣。由于土樣質(zhì)地較為粗糙,刮土刀在使用一段時(shí)間之后在刀刃處易出現(xiàn)磨損。使用磨損后的工具進(jìn)行取樣,往往會(huì)導(dǎo)致土樣物理數(shù)據(jù)與實(shí)際情況不符,最終影響到試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

        2.3 土樣液限、塑限測量不規(guī)范

        對土樣液限和塑限進(jìn)行測量之前必須對土樣過篩,篩的孔徑為0.5 mm[3]。但在真正試驗(yàn)過程中,如果所使用工具不符合標(biāo)準(zhǔn),則會(huì)導(dǎo)致土樣中出現(xiàn)砂礫、巖塊等雜質(zhì),最終導(dǎo)致過篩土樣的液限、塑限測量結(jié)果不精確,難以符合國際標(biāo)準(zhǔn)。

        2.4 工序選擇不恰當(dāng)

        在制備實(shí)際開展過程中,不一定全部使用到試樣制備基本工序,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對所采取土樣結(jié)構(gòu)與成分進(jìn)行分析,選擇合適的制備方案,當(dāng)所選土樣質(zhì)地較為均勻時(shí),可直接對其進(jìn)行采樣。當(dāng)土樣中包含較多砂礫與巖塊時(shí),則必須對土樣進(jìn)行風(fēng)干與過篩,之后加水使其處于均勻狀態(tài)。

        3 問題解決策略

        3.1 充分分析土樣

        對所采取土樣進(jìn)行充分分析,主要從土樣顏色、成分、結(jié)構(gòu)、軟硬程度、塑性狀態(tài)等方面進(jìn)行研究[4]。在試樣過程中,直接對土樣特征作好記錄,避免分析結(jié)果不符合土樣實(shí)際情況。同時(shí)結(jié)合以往試驗(yàn)數(shù)據(jù)對土樣的各項(xiàng)物理學(xué)性質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行對比,以試驗(yàn)指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算出其他標(biāo)準(zhǔn),觀察與實(shí)際情況的偏差程度,對土樣中所出現(xiàn)誤差進(jìn)行深入分析,保證基本數(shù)據(jù)符合指標(biāo)。

        3.2 保證儀器設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)性

        為保證土樣數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,需要保證制備過程中所使用儀器設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)性,避免由于儀器設(shè)備導(dǎo)致的數(shù)據(jù)偏差。如切取土樣過程中使用到的刮土刀,受土樣本身粗糙度影響易被磨損,導(dǎo)致取土樣過程中無法對土樣體積進(jìn)行把握,造成試驗(yàn)誤差。稱取土樣時(shí),應(yīng)保證試驗(yàn)器材清潔。如果沒有及時(shí)清理導(dǎo)致土樣殘留到設(shè)備上,將會(huì)影響土樣質(zhì)量參數(shù),導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。

        3.3 準(zhǔn)確測量土樣的土樣液限、塑限測量

        受巖土性質(zhì)、測試目的影響,所需要使用的過篩工具尺寸也不相同。為準(zhǔn)確測量土樣的土樣液限、塑限量,必須嚴(yán)格進(jìn)行篩網(wǎng)孔徑選擇。一般情況下,常用篩網(wǎng)孔徑有2 mm、0.5 mm、0.1 mm等。根據(jù)土樣性質(zhì)不同,當(dāng)土樣為黏土?xí)r,為準(zhǔn)確測出土樣液限、塑限,要求過篩孔徑為0.5 mm[5]。

        3.4 選擇合理的工序

        土工試驗(yàn)試樣制備工序較為復(fù)雜,合理的工序在土工試驗(yàn)試樣制備過程中具有關(guān)鍵作用。首先,在土工試驗(yàn)試樣制備過程中需要意識(shí)到,沒必要利用到每一種制備工序,而應(yīng)根據(jù)所取土樣實(shí)際情況與試驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行土樣制備工序選擇。根據(jù)土樣性質(zhì)與試驗(yàn)測量順序的不同,操作人員需要合理分配每道工序的順序,必須小心謹(jǐn)慎地使用設(shè)備儀器開展制備工序,避免人為因素帶來的數(shù)值差異,盡量減少試驗(yàn)誤差。

        4 結(jié)語

        土樣制備過程中,不同類別因素都會(huì)影響最后數(shù)據(jù)結(jié)果。其中人為因素對土工試驗(yàn)試樣制備帶來的影響最大。在土工試驗(yàn)試樣制備過程中,土樣是否能夠保持原始狀態(tài)對試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性具有直接影響。試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性對整個(gè)工程能否順利開展息息相關(guān)。因此,土工試驗(yàn)試樣過程中,相關(guān)人員必須對工作認(rèn)真負(fù)責(zé),總結(jié)出不同土樣的規(guī)律性,保證試驗(yàn)制備結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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