土工試驗中若干問題探討

土樣的采集運輸和保管

公路土工試驗中土樣的采集運輸和保管及相關的試驗中應注意的事項對試驗數據有較大的直接影響，土樣的采集運輸和保管是完成土工試驗極其重要的環節.尤其是對特殊土的采集和運輸應特別注意，如對原狀凍土在采集和運輸過程中應保持原土樣溫度和土樣的結構以及含水率不變等.如果送到試驗室的 土樣不符合要求，沒有代表性，那么，任何精密的儀器和審慎的操作都將毫無意義.故根據公路工程專業的特點和不同的工程性質，分別規定出采樣的土體狀態采樣方法土樣數量及”土樣記錄”.并對包裝運輸與管理給出具體規定.每項實驗所需土樣的多少和土樣的工程分類土樣狀態及土的最大粒徑有關，應參照相應試驗項目采取.原則上擾動土按質量計，原狀土按體積計。

土的含水率

土的含水率是土的基本物理指標之一，反映土的狀態，其變化將使土的一系列力學性質隨之而異；它又是計算土的干密度、孔隙比、飽和度等項指標的依據，因此，現標準改為含水率。含水率試驗的烘干法精度高，應用廣。

烘干法一般采用能控制恒溫的電熱烘箱。鑒于目前國內外主要土工試驗標準多數以105～110℃為標準，故規定烘干溫度為105～110℃。

試樣烘至恒量所需的時間與土類及取土數量有關。試驗規定土量為15～30G，對砂類土宜烘6～8小時，黏質土烘8～10小時.砂類土 因持水性差，顆粒大小相差懸殊，水分變化大，所以試樣應多取一些，規程規定取50G.對有機質含量超過5%的 土，因土質不均勻，采用烘干法時，除注明有機質含量外，亦應取50G。

有機質土在 105～110C溫度下經長時間烘干后，有機質特別是腐殖酸會在烘干過程中逐漸分解而不斷損失，使測得的含水率比實際的餓含水率大，土中有機質含量越高，誤差越大.故對有機質含量超過5%的土，應在60～70℃的 恒溫下進行烘干。

土的密度

土的 密度是土的基本物理指標之一，用來表示，反映土的狀態，其變化將使土的一系列力學性質隨之而異，用它可以換算土的干密度、孔隙比、孔隙率、飽和度等指標。是檢測土工構筑物施工質量的重要指標。無論在室內試驗或野外勘察以及施工質量控制中，均須測定密度。環刀法只能用于測定不含礫石顆粒的細粒土的密度。環刀法操作簡便而準確，在室內和野外普遍采用。

在室內做密度試驗，考慮到與剪切、固結等項試驗所用環刀配合，規定室內環刀容積為60～150cm。施工現場檢查填土壓實密度時，由于每層土壓實度上下不均勻，為提高試驗結果的精度，可增大環刀容積，一般采用的環刀容積為200～500 cm3。環刀高度與直徑之比，對試驗結果是由影響的。根據鉆探機具、取土器的筒高和直徑的大小，確定室內試驗使用的環刀直徑為6～8cm，高2～3cm，野外采用的環刀規格尚不統一，徑高比一般以1～1.5為宜。環刀壁越厚，壓入時土樣擾動程度也越大，所以環刀壁越薄越好。但環刀壓入土時，須承受相當的壓力，壁過薄，環刀容易破損和變形。因此，建議壁厚一般用1.5～2MM。根據工程實際需要，采用原狀土或制備所需狀態的擾動土。

土的比重

土粒的比重是土的基本物理指標之一，是計算孔隙比和評價土類的主要指標。關于比重的定義，以往國內《土工試驗規程》和常見教科書上一般將比重定義為：土粒在溫度100～105℃，烘至恒重時的重量與同體積4℃時蒸餾水重量的比值。進年來，國外某書刊中給出這樣的定義：給定體積材料的質量（或密度）與等體積的質量（或密度）的比值。

顆粒小于5m2的土用比重瓶法測定。根據土的分散程度、礦物成分、水溶鹽和有機質的含量又分別規定用純水和中性液體測定。排氣方法也根據介質的不同分別采用煮沸法和真空抽氣法。

目前各單位多用100ml的比重瓶，也有采用50ml的。比較試驗表明，瓶的大小對比重結果影響不大，但因100ml的比重瓶可以多取些試樣，使試樣的代表性和試驗的精度提高，所以本規程建議采用100ml的比重瓶，但也允許采用50ml的比重瓶。

比重瓶校正一般有兩種方法：稱量校正法和計算校正法。

五 無機結合料中水泥或石灰劑量的測定

無機結合料穩定材料常用作路面基層材料，是在粉碎或原狀的土（或砂礫）中摻入一定量的無機膠結材料和適量的水，經拌和、壓實與養生后，得到的具有較高后期強度，整體性和水穩定性均較好的材料。

根據基層材料的不同無機結合料穩定材料分為穩定土和穩定砂礫。由于采用不同的無機膠結材料，其又可分為水泥穩定類、石灰穩定類、綜合穩定類、工業廢渣穩定類(主要是石灰粉煤灰穩定類)。

穩定類材料組成設計，也稱混合料設計，即根據對某種穩定材料規定的技術要求，選擇合適的原材料、摻配用料（需要時），確定結合料的種類和劑量及混合料的最佳含水量。穩定類材料組成設計是路面結構設計的重要組成部分。

混合料組成設計所要求達到的目標是：滿足設計強度要求，抗裂性達到最優，且便于施工。混合料組成設計的基本原則是：結合料劑量合理、盡可能采用綜合穩定以及集料應有一定級配。結合料劑量太低不能形成半剛性材料，劑量太高則剛度太大，容易脆裂。采用綜合穩定時，水泥可提高早期強度，石灰可使剛度不太大，摻入一定的粉煤灰可以降低收縮系數。集料的級配以集料靠攏而不緊密為原則，其空隙讓無機結合料填充，形成各自發揮優勢的穩定結構。

（1）EDTA滴定法適用于在工地快速測定水泥和石灰穩定土中水泥和石灰的劑量，并可以用檢查拌和的均勻性。用于穩定的土可以是細粒土，也可以是中粒土和粗粒土。本法不受水泥和石灰穩定土齡期（7d以內）的影響。工地水泥和石灰穩定土含水量的少量變化（€?%），實際上不影響測定結果。用本法進行一次劑量測定，只需10min左右。

（2）此法 也可以用來測定水泥和石灰綜合穩定土中結合料的劑量。

（作者單位：武漢鐵路橋梁學校）