土工試驗(yàn)中常見(jiàn)問(wèn)題的研究

【摘 要】將土工試驗(yàn)中較為常見(jiàn)的一些問(wèn)題進(jìn)行了歸類，以便使土工試驗(yàn)的結(jié)果更加可靠和精確，最終為工程的設(shè)計(jì)提供更優(yōu)良的服務(wù)。

【關(guān)鍵詞】土工試驗(yàn)；密度；顆粒；比重

1、土工試驗(yàn)的重要性

土工試驗(yàn)不只是進(jìn)行巖石勘察的一項(xiàng)重要內(nèi)容，還是地質(zhì)工作的非常重要的部分。可以說(shuō)土工試驗(yàn)的結(jié)果不僅影響著工程的勘察效果，還為土體的地質(zhì)性質(zhì)與變形機(jī)理提供了力學(xué)等方面的指標(biāo)，在實(shí)際工程中，每一個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況都是不一樣的，即使是在相同的地方，土質(zhì)也會(huì)有所變化。

在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)工程所在地的土質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)的測(cè)試，因?yàn)橥帘旧淼奶匦裕谶M(jìn)行取樣等活動(dòng)時(shí)的擾動(dòng)，以及試驗(yàn)所采用的設(shè)備、方法和人員的差異，都會(huì)使試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)一些偏差，進(jìn)而導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性降低，對(duì)工程的安全性和穩(wěn)定性造成不利影響。所以，一定要嚴(yán)格按照有關(guān)程序和要求進(jìn)行土工試驗(yàn)，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題妥善處理，并對(duì)測(cè)試的手段和方法不斷地進(jìn)行完善，從而提高施工的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。

2、土工試驗(yàn)中存在的問(wèn)題

2.1 密度試驗(yàn)中的問(wèn)題

土的顆粒重量、空隙的大小、空隙中的水的質(zhì)量都會(huì)對(duì)土的密度造成影響。密度試驗(yàn)的操作相對(duì)簡(jiǎn)單，但是，在對(duì)開(kāi)土進(jìn)行切樣時(shí)使用的刮土刀的刀刃卻有可能因?yàn)槟p而出現(xiàn)凹口，這樣就會(huì)使得測(cè)試到的密度和飽和度偏大、空隙的比例變小，造成測(cè)試結(jié)果與實(shí)際物理特征的不符，所以在進(jìn)行切樣時(shí)要及時(shí)對(duì)刮土刀進(jìn)行更換，保證試樣準(zhǔn)確度。另外，要想利用試驗(yàn)的土體準(zhǔn)確的計(jì)算出土的密度，最好在進(jìn)行野外取樣時(shí)對(duì)合理的部分進(jìn)行切取。在切除的過(guò)程中還要注意刀的使用方式，要確保刀刃始終是垂直向下的，切忌左右晃動(dòng)，以免出現(xiàn)空隙，刀兩側(cè)的平整度要完好，從而確保測(cè)量到的土樣密度真實(shí)準(zhǔn)確。

2.2 比重試驗(yàn)的問(wèn)題

土的比重是由土本身的礦質(zhì)成分決定的，是一個(gè)比較穩(wěn)定的數(shù)值，通常為2.6- 2.8之間，具體的數(shù)值主要取決于所含的礦質(zhì)、顆粒的大小等因素，如果有機(jī)質(zhì)含量較大，比重就會(huì)相對(duì)較小。在進(jìn)行第一次試驗(yàn)時(shí)通常具有較大難度，其中既有操作程序較為復(fù)雜的原因，也與要求的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較高有關(guān)，所以，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)一定要減少那些人為的誤差。在使用器皿之前（例如重瓶）一定要將其洗凈烘干，確保裝入的土樣不會(huì)被瓶口和瓶身所污染；在進(jìn)行煮沸處理時(shí)要防止溶液從器皿中濺出，在進(jìn)行稱量時(shí)不要接觸到電子秤，避免由于出現(xiàn)晃動(dòng)而造成讀取的數(shù)據(jù)有誤差。另外，試驗(yàn)還可能出現(xiàn)下面的情況：通常情況下，土樣的比重都在2.65- 2.74之間，土的顆粒小比重就會(huì)有所偏大，但是在進(jìn)行第一次測(cè)試的時(shí)候，其結(jié)果不管是淤泥還是砂石，其實(shí)際數(shù)據(jù)都小于上面的數(shù)據(jù)，通常，比重瓶會(huì)有100 ml和50 ml兩種類型，而比重瓶具體采用哪種型號(hào)對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果都不會(huì)造成太大的影響，在編寫(xiě)試驗(yàn)內(nèi)容時(shí)都偏向使用100 ml的作為標(biāo)準(zhǔn)，裝到瓶里的土樣會(huì)選擇15 g。但在實(shí)際中，50 ml的比重瓶就顯得太多了，由于在進(jìn)行煮沸之前加入的水量不能太多，將液體攪拌均勻之后可能仍然有一定的干土沒(méi)有被浸濕或者凝結(jié)成塊狀，當(dāng)液體煮沸的時(shí)候就可能由于土中含有的氣體沒(méi)有排盡以至于檢測(cè)到的顆粒比重比實(shí)際的數(shù)值要小。

2.3 顆粒分析試驗(yàn)中存在的問(wèn)題

對(duì)土體的顆粒進(jìn)行室內(nèi)分析往往采用的是密度計(jì)法，這種試驗(yàn)方法所取用的試樣一般是土體粒徑小于0.075毫米，對(duì)土粒的粒徑進(jìn)行計(jì)算時(shí)大多采用STOCKS公式，但是在實(shí)際試驗(yàn)當(dāng)中，幾乎無(wú)法滿足假設(shè)的條件，所以通過(guò)試驗(yàn)所得到的結(jié)果都會(huì)或多或少的有一些誤差，造成誤差的原因主要有兩點(diǎn)：第一，土粒其實(shí)并不是球狀的，往往呈現(xiàn)的是不規(guī)則的圖形，這就必然要產(chǎn)生誤差。當(dāng)顆粒的體積相同時(shí)，顆粒的形狀越不規(guī)則，其沉降的速度就會(huì)越慢，這樣通過(guò)計(jì)算所得到的土粒粒徑就比實(shí)際小。第二，溫度的變化而造成的誤差。S是通過(guò)層流的條件所導(dǎo)出的，而在水力學(xué)中，表示流態(tài)的雷諾數(shù)小于0.5的時(shí)候才適用。這使處于紊流狀態(tài)下的懸浮液不能夠滿足STOCKS公式中層流的相關(guān)要求，所以，在進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)候，要將懸液的溫度控制在28℃以內(nèi)，從而在最大程度上縮短測(cè)試的結(jié)果與實(shí)際值之間的偏差。

2.4 土體固結(jié)試驗(yàn)存在的問(wèn)題

進(jìn)行土體的固結(jié)試驗(yàn)時(shí)通常可以根據(jù)垂直固結(jié)的試驗(yàn)方法進(jìn)行采樣，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)可以使用多孔徑排水容器，用銅塊放置在樣品的兩面，以便于樣品在固結(jié)的時(shí)候可以進(jìn)行徑向排水。進(jìn)行土體固結(jié)試驗(yàn)的主要目的是檢測(cè)當(dāng)土體受到壓力時(shí)的形變過(guò)程，從而獲得樣品在受到穩(wěn)定的荷重作用和軸向的排水時(shí)的空隙比與壓力、形變與壓力、形變與時(shí)間的相互關(guān)系。以便對(duì)土體的壓縮特性與土層固結(jié)狀態(tài)進(jìn)行判斷。為了獲得準(zhǔn)確的相關(guān)壓力指標(biāo)必須要對(duì)土體的管理和驗(yàn)收工作進(jìn)行嚴(yán)格的處理，要認(rèn)真觀察樣本是否出現(xiàn)變動(dòng)。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格地做好測(cè)試工作，盡力消除各種不利的條件，如果發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題要及時(shí)解決。比方說(shuō)，在曾經(jīng)的描述記錄中出現(xiàn)過(guò)這樣的現(xiàn)象，記錄中提到的土質(zhì)非常均勻，質(zhì)地較軟，含水量也較高，液體指數(shù)為0.75，但是檢測(cè)得到的壓縮系數(shù)卻較小，而壓縮模量卻偏大。需要及時(shí)地檢查錯(cuò)誤原因，快速進(jìn)行更正。

3、結(jié)語(yǔ)

土工試驗(yàn)的主要任務(wù)是進(jìn)行土工工程的勘察工作，其數(shù)值的結(jié)果直接關(guān)系到土層的劃分和土類的定名，同時(shí)還在一定程度上影響著工程的設(shè)計(jì)與具體施工，因此無(wú)論工程規(guī)模大小，都必須要進(jìn)行室內(nèi)的土工試驗(yàn)。本文主要對(duì)密度試驗(yàn)、比重試驗(yàn)、抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)、顆粒分析試驗(yàn)、土體固結(jié)試驗(yàn)中容易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析和討論，筆者認(rèn)為，正是因?yàn)樵谠囼?yàn)過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的問(wèn)題，所以相關(guān)人員必須要提高自身認(rèn)識(shí)，嚴(yán)格按照有關(guān)要求進(jìn)行操作，以確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，為工程的合理性和安全性做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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