摘要：巖土工程勘察室內(nèi)土工試驗(yàn)作為一門土的實(shí)驗(yàn)技術(shù)在巖土工程理論研究和實(shí)踐中的作用和地位是不容忽視的。土工試驗(yàn)可提供土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，供設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)使用，各種土力學(xué)理論的創(chuàng)立和發(fā)展都基于土工試驗(yàn)的成果，在解決各類巖土工程實(shí)際問題中，準(zhǔn)確的測(cè)定土性參數(shù)可以從根本上保證巖土工程設(shè)計(jì)的精確性、代表性和經(jīng)濟(jì)合理性的關(guān)鍵。土工試驗(yàn)的質(zhì)量對(duì)工程總體的質(zhì)量有著直接的重大的影響。然而由于各種因素的影響，室內(nèi)土工試驗(yàn)出現(xiàn)諸多問題亟需解決。本文首先就土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了目前土工試驗(yàn)中存在的問題，然后重點(diǎn)探討了土工試驗(yàn)中應(yīng)注意的問題，最后提出了改進(jìn)的措施。

　　關(guān)鍵詞：巖土工程勘察,土工試驗(yàn),數(shù)據(jù),取樣,儀器設(shè)備

　　一、土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的原因

　　(一)取樣存在的問題

　　室內(nèi)土工試驗(yàn)的土樣由野外鉆探取樣獲得，影響取樣質(zhì)量的因素主要有三個(gè)：鉆孔的垂直度、鉆孔對(duì)土樣的擾動(dòng)、取土?xí)r鉆孔孔底的清潔度和取樣器在切入巖土層的速度。鉆孔傾斜取土樣時(shí)會(huì)使土樣偏心受壓，樣品在刃口側(cè)向受壓的影響下取出，所測(cè)得的數(shù)據(jù)用來計(jì)算便會(huì)產(chǎn)生誤差;土樣被取出前會(huì)受到鉆具的提拉停頓而造成的緩沖作用和振動(dòng)造成的擾動(dòng)，使土樣因?yàn)樽灾刈饔卯a(chǎn)生脫節(jié)與脫水而產(chǎn)生誤差;取土?xí)r如果沒有鉆孔孔底不清潔，殘余土未被清除則會(huì)使土樣受到擠壓，此時(shí)如果仍作為原狀土樣來試驗(yàn)，則會(huì)使測(cè)得的壓縮系數(shù)增

　　大，壓縮模量變小;取樣器切入土樣的速度過慢，則會(huì)使土樣與取土器兩者產(chǎn)生之間的摩擦力增大(由于土體側(cè)向膨脹導(dǎo)致)，進(jìn)而對(duì)原狀土樣產(chǎn)生較大擾動(dòng)，數(shù)據(jù)失真。此外，在取樣過程中，勘查設(shè)備和取樣器具也會(huì)不同程度的影響到所取原狀土的質(zhì)量。

　　(二)土樣運(yùn)送中的問題

　　土樣從野外取出到送至試驗(yàn)室的過程受季節(jié)、天氣、路途、工作任務(wù)、突發(fā)事件等因素的限制，往往不能做到隨取隨做，所以土樣在運(yùn)輸過程中難免會(huì)受到炎熱天氣中的微曬、寒冷天氣中的微凍、崎嶇顛簸路段的微震等影響，造成土樣開裂或者含水率降低，土的承載力增大等影響。此外，運(yùn)送過程中也有一些主觀因素會(huì)影響到土樣的質(zhì)量，如工作人員包裝不注意，干樣和濕樣不采用單獨(dú)包裝等。

　　(三)室內(nèi)試驗(yàn)

　　室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)最終結(jié)果的影響首先從客觀方面分析就是試驗(yàn)儀器的影響，土工試驗(yàn)儀器的精度雖然是固定的，但是必須要按年度進(jìn)行校核，一般的儀器在初次校核時(shí)都不會(huì)出現(xiàn)問題，但是經(jīng)過半年的時(shí)間到一年時(shí)間，個(gè)別儀器會(huì)產(chǎn)生微小的偏差，這些微小偏差直接影響到結(jié)果的準(zhǔn)確性。當(dāng)微差疊加變大時(shí)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響就變得不容忽視。

　　二、提高土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性應(yīng)注意的問題

　　(一)土的物理性質(zhì)試驗(yàn)

　　1、取樣

　　室內(nèi)土工試驗(yàn)的第一步都是土體的取樣，作為第一道工序的土樣取樣對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響是不容忽視的。特別對(duì)于軟土，試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響尤為明顯，因此取樣時(shí)應(yīng)相當(dāng)小心，盡量不對(duì)土體造成大的擾動(dòng)，在測(cè)試時(shí)必須注意保持土的原始結(jié)構(gòu)和原有水分。環(huán)刀取土應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

　　(1)試樣與環(huán)刀內(nèi)壁之間不得留有間隙。試樣必須削至比環(huán)刀稍大的試塊，均勻用力垂直壓下，用力不均會(huì)導(dǎo)致傾斜而形成間隙，使天然密度偏小。

　　(2)若靠近環(huán)刀表面的試樣有大顆粒，則應(yīng)挑出后補(bǔ)上原狀土，由于含砂量高的細(xì)粒土中包含物較多，故必須平放在玻璃板上用小刀輕削，而不得將其提起用鋼鋸切削。

　　(3)對(duì)于容易產(chǎn)生觸變的土樣，尤其是高靈敏度土，不得對(duì)其表面反復(fù)多次刮削。而需用刃口平整的切土刀整平表面2～3 次，避免擾動(dòng)土樣。

　　(4)高含水率的淤泥取樣相對(duì)比較大，過長(zhǎng)會(huì)增大移動(dòng)操作難度，過短又容易從環(huán)刀中滑落而造成較大的土體擾動(dòng)，較好的切樣方法是將環(huán)刀置于稍低的土樣上，邊下壓邊小心地削去環(huán)刀周圍的土，達(dá)到需要的高度后再用鋼絲刀切取。

　　2、比重試驗(yàn)

　　該試驗(yàn)由于操作程序較復(fù)雜，且對(duì)數(shù)值要求很精確(每次稱量需精確到0.001g)。因而試驗(yàn)過程中的任何疏忽都可能造成較大的試驗(yàn)誤差。一般需注意使用前將比重瓶洗凈烘干，裝入土樣時(shí)不污染瓶口或瓶身，煮沸時(shí)不讓溶液濺出，每次稱重時(shí)不觸碰電子秤，以防震動(dòng)導(dǎo)致讀數(shù)不精確。

　　3、密度試驗(yàn)

　　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)要用刮土刀，但刃口經(jīng)長(zhǎng)期使用會(huì)磨損呈凹形，造成測(cè)得的密度偏大、孔隙比偏小、飽和度偏大等情況。與其本身物理性能指標(biāo)不符，這時(shí)應(yīng)及時(shí)更換新的刮土刀以確保試樣質(zhì)量。另外，必須注意在開樣前重新秤取環(huán)刀質(zhì)量，以保證結(jié)果精確。

　　4、含水率試驗(yàn)

　　該試驗(yàn)也相對(duì)較簡(jiǎn)單，一般在開樣后就立即進(jìn)行，否則會(huì)因不同程度的風(fēng)化而使得試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏小。另外，由于土樣本身不均勻或采集時(shí)土體與管壁的摩擦作用，導(dǎo)致天然含水率發(fā)生一定變化，故依據(jù)試驗(yàn)規(guī)程，應(yīng)取3 個(gè)以上的土樣進(jìn)行平行試驗(yàn)，去除離散較大的的值后取平均值。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。

　　(二)土的液限、塑限試驗(yàn)中應(yīng)注意的問題

　　土的液限、塑限是細(xì)粒土處于可塑狀態(tài)的上限和下限含水量。土的液限、塑限對(duì)于工程有著比較重要的實(shí)用意義，用它們可計(jì)算塑性指數(shù)和液性指數(shù)，按照塑性指數(shù)進(jìn)行土質(zhì)分類。測(cè)定土的液限、塑限，選取標(biāo)準(zhǔn)樣，對(duì)于含較多砂粒的土樣先采用篩分法確定砂粒含量，如試樣判定為砂土，則不必做液限、塑限試驗(yàn)，反之，則進(jìn)行試驗(yàn)確定土名。一般采用搓條法和液塑限聯(lián)合測(cè)定儀法，在試驗(yàn)中要注意減少人為誤差，尤其是搓條法，試驗(yàn)人員對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果影響較大，要注意試驗(yàn)人員的專業(yè)培訓(xùn)。

　　(三)土的顆粒分析試驗(yàn)中應(yīng)注意的問題

　　土的顆粒分析對(duì)于測(cè)定土的粘粒含量從而判定土的液化性有重要作用。它主要采用密度計(jì)法測(cè)定，適用于粒徑小于0.075mm的試樣。取樣數(shù)量為30g，此試驗(yàn)要注意控制懸液溫度，因?yàn)闇囟鹊倪^高、過低都會(huì)給試驗(yàn)結(jié)果造成誤差，室溫控制為10℃-30℃，將試樣溶液煮沸后，因溫度較高與室溫有明顯偏差，需冷卻至室溫并測(cè)量記錄，最后在計(jì)算中要使用此溫度值查出溫度校正值處理數(shù)據(jù)。對(duì)于含有0.075mm粒徑的土樣還要進(jìn)行篩分試驗(yàn)，最后做出一個(gè)總的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。

　　(四)做好試驗(yàn)資料的整理

　　為使試驗(yàn)資料可靠和適用，應(yīng)進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)分析和整理。整理時(shí)對(duì)試驗(yàn)資料中明顯不合理的數(shù)據(jù)，應(yīng)通過研究，分析原因(試樣是否具有代表性、試驗(yàn)過程中是否出現(xiàn)異常情況等)或在有條件時(shí)，進(jìn)行一定的補(bǔ)充試驗(yàn)后，可決定對(duì)可疑數(shù)據(jù)的取舍或改正。

　　三、促進(jìn)室內(nèi)土工試驗(yàn)工作更好發(fā)展的幾點(diǎn)建議

　　(一)對(duì)試驗(yàn)人員的素質(zhì)嚴(yán)要求，并加強(qiáng)培訓(xùn)

　　土工試驗(yàn)室人員應(yīng)由受過正規(guī)的巖土工程專業(yè)教育，具有工程師或高級(jí)工程師的資質(zhì)的人員擔(dān)任。土工試驗(yàn)室的操作人員應(yīng)由熟練的技術(shù)工人擔(dān)任，技術(shù)工人上崗前必須經(jīng)過嚴(yán)格的專業(yè)培訓(xùn)，考試合格取得相應(yīng)資質(zhì)后才能上崗作業(yè)。

　　人員培訓(xùn)主要是兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是加強(qiáng)試驗(yàn)人員的業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，定期組織學(xué)習(xí)最新頒布的試驗(yàn)規(guī)程和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，或者是對(duì)既有規(guī)范的溫習(xí)和深入研究，牢牢把握重點(diǎn)和操作難點(diǎn)，或者是結(jié)合試驗(yàn)實(shí)踐探討一些試驗(yàn)操作上值得改進(jìn)的地方，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化試驗(yàn)程序;

　　二是逐一對(duì)每一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行操作培訓(xùn)，提高試驗(yàn)人員的實(shí)際操作能力，同時(shí)糾正一些不規(guī)范操作，確保檢測(cè)工作質(zhì)量。

　　(二)加強(qiáng)土工試驗(yàn)儀器設(shè)備的管理

　　1、儀器設(shè)備的采購(gòu)

　　土工儀器設(shè)備的質(zhì)量是影響土工試驗(yàn)質(zhì)量的重要因素。土工試驗(yàn)室要根據(jù)自己所開展的試驗(yàn)項(xiàng)目和工作量合理配備儀器設(shè)備。儀器選用應(yīng)從儀器的量程范圍、測(cè)定的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性來考慮，避免使用操作費(fèi)事、費(fèi)力、質(zhì)量又差的儀器設(shè)備。選擇儀器設(shè)備的供應(yīng)商應(yīng)具有國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門頒發(fā)的“制造計(jì)量器具許可證”，以保證質(zhì)量，儀器出廠應(yīng)有合格證。新購(gòu)入的測(cè)量?jī)x器在投入使用前應(yīng)由具有國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門授權(quán)準(zhǔn)予的計(jì)量檢定部門檢定合格方可投入使用。

　　2、儀器設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)

　　土工儀器設(shè)備的日常使用、維護(hù)、保養(yǎng)是十分重要的環(huán)節(jié)。大型精密儀器操作人員應(yīng)經(jīng)專門培訓(xùn)考核，持證上崗。所有儀器設(shè)備應(yīng)有專人負(fù)責(zé)保管，定期維護(hù)保養(yǎng)并又記錄，確保儀器設(shè)備始終處于正常狀態(tài)。用于測(cè)試含水率的鋁盒、測(cè)試密度的環(huán)刀的質(zhì)量應(yīng)盡可能保持一致。應(yīng)定期檢查環(huán)刀是否變形、環(huán)刀的刃口是否呈凹形、液塑限儀的圓錐是否磨損、透水石磨損情況等，檢查結(jié)果均應(yīng)記入臺(tái)帳。對(duì)不符合要求的應(yīng)停止使用，并進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

　　結(jié)語

　　土工試驗(yàn)是巖土工程勘察的重要工作內(nèi)容，對(duì)工程勘察報(bào)告和工程建設(shè)項(xiàng)目的安全性和經(jīng)濟(jì)性有著直接的影響，試驗(yàn)中任何一個(gè)細(xì)小的問題可能都會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確。因此實(shí)驗(yàn)人員要認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，提高專業(yè)技術(shù)水平，加強(qiáng)設(shè)備管理和更新，推行試驗(yàn)室認(rèn)證機(jī)制，才能有效地提高土工試驗(yàn)質(zhì)量，保證土工試驗(yàn)成果的真實(shí)性、可靠性，從而確保工程總體的質(zhì)量和安全性。

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