王丹榮 楊燕燕

廣西水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院 廣西柳州 545006

1 室內(nèi)土工試驗(yàn)指標(biāo)的分類

室內(nèi)土工試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，試驗(yàn)方法是在測(cè)定土壤時(shí)不受人為因素的影響，包括密度、含水量、比重、粒徑分布和液塑限[1]。所得結(jié)果可為巖土工程技術(shù)人員和工程勘察工作者提供有價(jià)值的依據(jù)，更好地劃分地基土層。在力學(xué)試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)土在外力作用下進(jìn)行了實(shí)測(cè)，確定了土的抗剪強(qiáng)度、土的壓縮性、土的滲透性等抗外力指標(biāo)，為巖土工程設(shè)計(jì)人員提供了依據(jù)，為巖土工程設(shè)計(jì)提供了有價(jià)值的依據(jù)基坑支護(hù)和邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)是建筑物地基檢測(cè)的基礎(chǔ)。

2 室內(nèi)土工試驗(yàn)指標(biāo)以及影響因素

為了全面了解土的性質(zhì)指標(biāo)，可以掌握土樣的物理指標(biāo)，如土樣的密實(shí)度、土樣的含水量等。同時(shí)，還可以得到土樣的其他物理指標(biāo)，如土樣孔隙比、土樣液相指數(shù)、土粒比重、土樣飽和度、土樣液限、土樣塑性指數(shù)、土樣塑性極限、土樣含水量等，其中：比較重要的物理指標(biāo)是土工試驗(yàn)中可以得到的土壤含水量、密度和土顆粒的比重等，其他物理指標(biāo)可以通過(guò)這三個(gè)物理指標(biāo)換算得到。在土壤的試驗(yàn)指標(biāo)中，土壤含水量極易發(fā)生變化，其含水量隨土壤質(zhì)量的變化而變化。如果還有其他因素，也會(huì)對(duì)土壤含水量產(chǎn)生一定的影響。例如，土層中存在非均質(zhì)性，未按規(guī)范取樣，土樣在運(yùn)輸，運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室和土樣在儲(chǔ)存過(guò)程中運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室時(shí)，會(huì)受到各種因素的影響，特別是環(huán)境溫度的變化，土樣的含水量也會(huì)發(fā)生變化。

3 室內(nèi)土工試驗(yàn)力學(xué)性指標(biāo)及影響因素

土的力學(xué)指標(biāo)很多，包括回彈模量、壓縮系數(shù)、承載比、壓縮指數(shù)、固結(jié)系數(shù)、壓縮模量、內(nèi)摩擦角等。隨著土體的體積變形，通常隨著土體體積的減小，因此，在外力作用下，會(huì)出現(xiàn)體積減小的問(wèn)題，即土體的壓縮性。該圖的壓縮性可以通過(guò)固結(jié)試驗(yàn)確定，主要包括兩個(gè)方面的特征。一種是土的壓縮性會(huì)使土中的孔隙體積減?。涣硪环N是孔隙水去除后，土樣會(huì)被壓縮，飽和粘土經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后會(huì)逐漸恢復(fù)，而壓縮性也會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，土體會(huì)逐漸固結(jié)。在固結(jié)試驗(yàn)中，需要測(cè)量土壓力。土的其他指標(biāo)，包括土的力學(xué)指標(biāo)和土的抗剪強(qiáng)度，都會(huì)受到外界因素的影響，導(dǎo)致剪應(yīng)力和抗力的變化[2]。

其一，土內(nèi)礦物成分以及顆粒形狀的影響。對(duì)于黏性土而言，礦物質(zhì)是重要的影響成分，通過(guò)測(cè)試黏性土，就會(huì)發(fā)現(xiàn)黏性圖勃性土的抗剪強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生變化，這是由于土內(nèi)所含有的礦物多種多樣，其中礦物質(zhì)含量也會(huì)發(fā)生變化，這必然會(huì)對(duì)黏性土造成不良影響，土中所含有的礦物含量產(chǎn)生變化，黏性土的性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化。

其二，天然含水率的影響。土體的天然含水率增加，液限指數(shù)也會(huì)增加，必然會(huì)減弱細(xì)粒土的連結(jié)，降低其強(qiáng)度。粗粒土?xí)绊懙酵馏w的含水率，當(dāng)干砂土處于純凈狀態(tài)下的摩擦角必然會(huì)很大，與干砂土在飽和狀態(tài)下相比，會(huì)增加內(nèi)摩擦角，由于土體中含有少量的毛細(xì)水，導(dǎo)致干砂土中所含有毛細(xì)水產(chǎn)生連結(jié)，形成一定的黏聚力，但是如果黏聚力比較小，這種毛細(xì)水的連結(jié)就不必存在了。

其三，密實(shí)度的影響。隨著土內(nèi)有很大的密實(shí)度，這是由于土內(nèi)的空隙比會(huì)減小，土的接觸點(diǎn)會(huì)相應(yīng)地增大，使得細(xì)粒土中的連結(jié)就會(huì)降低，土的強(qiáng)度也會(huì)相應(yīng)地降低。在土中，土的密實(shí)度是非常重要的，對(duì)土進(jìn)行深入研究，土中的空隙非常小，土的抗剪強(qiáng)度就會(huì)增加，兩者存在反比的關(guān)系。

其四，受力條件的影響。對(duì)土的含水量會(huì)對(duì)其連結(jié)度產(chǎn)生影響，土的結(jié)構(gòu)也會(huì)對(duì)其連結(jié)度產(chǎn)生影響，其對(duì)擾動(dòng)有較高的敏感度，這是由于土結(jié)構(gòu)在擾動(dòng)的作用下遭到破壞，隨著連結(jié)逐漸消弱，抗剪強(qiáng)度也會(huì)相應(yīng)地降低，兩者是存在正相關(guān)性的[3]。

4 室內(nèi)土工試驗(yàn)指標(biāo)的相關(guān)性

通過(guò)以上對(duì)土的試驗(yàn)力學(xué)指標(biāo)的研究和分析，認(rèn)識(shí)到二者不是獨(dú)立的，而是相互作用的。土的性質(zhì)對(duì)土的力學(xué)性質(zhì)起著決定性的作用。土壤的強(qiáng)度是不固定的。然而，隨著外界環(huán)境的變化，土的強(qiáng)度也隨之發(fā)生變化。擾動(dòng)會(huì)對(duì)天然土的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，需要引起高度重視。土壤的礦物組成與土壤的力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析可知，土的壓縮曲線形狀與其含水量密切相關(guān)，土體結(jié)構(gòu)與土體之間也存在相關(guān)性[4]。從土壤中的砂和礦物組成來(lái)看，土壤顆粒的比重起著重要作用。土壤礦物含量越高，顆粒所占比例越大。黏粒含量越大，土顆粒所占比例越大，土的塑性指數(shù)也相應(yīng)增大。土體的塑性與土體的抗剪強(qiáng)度直接相關(guān)。隨著土體塑性的降低，土體的內(nèi)摩擦角增大[5]。另外，土壤中的含水量將直接影響土壤的力學(xué)指標(biāo)。在相同的環(huán)境下，同一類土的含水量越大，土的內(nèi)摩擦角越小，粘聚力也隨之降低。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上面的研究可以明確，隨著工程量的增加，室內(nèi)土工試驗(yàn)的工作越來(lái)越重要。為保證工程質(zhì)量，試驗(yàn)人員應(yīng)從工程實(shí)際出發(fā)進(jìn)行試驗(yàn)，做到實(shí)事求是，把土的性質(zhì)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行分析，以便提供科學(xué)合理的巖土工程試驗(yàn)報(bào)告，確保報(bào)告內(nèi)容的準(zhǔn)確性。