淺議土工試驗技術的發展方向

摘要：土工試驗是巖土工程勘察的重要內容，是一種將施工場地的土質進行取樣在室內實驗室做定性、定量分析的測試技術。本文主要對當前土工試驗的設備、儀器使用及優缺點，并結合現階段土工試驗中存在的主要問題進行了總結，提出了對土木試驗的展望。

關鍵詞：土工試驗；技術；設備；方向

土工試驗是巖土工程勘察的重要內容，是一種將施工場地的土質進行取樣在室內實驗室做定性、定量分析的測試技術。土工試驗的準確性和完整性對提高建筑的質量有著重要的作用。

一、實驗的依據

目前工程勘測部門在進行土工試驗時主要依據的是國家標準GB/T50123-1999《土工試驗方法標準》，國家水利部的SL237-1999《土工試驗規程》以及交通部的JTG E40-2007《公路土工試驗規程》。作為土工測試人員，必須要熟練掌握和了解有關規定和標準，并認真地加以執行，保證實驗結果的準確性和完整性，在操作過程中絕對不能違規操作。

二、實驗的主要內容

1.土的物理試驗。主要對比重、密度、含水率是三個最基本物性指標進行測試。在進行進行含水率試驗時，也應該選取具有代表性的土樣，采用四分法原則取高出各個環刀試塊的土體15～30g，，并在最短的時間內裝入規定的容器內，以避免水分的流失。對用肉眼即可進行分辨出砂粒較多的土樣，可采用篩分法確定砂粒含。如果砂粒含量已達到砂土的標準，就不必再做液、塑限試驗，反之則做液、塑限試驗來確定土的名稱。

2.土的力學試驗。主要包括固結試驗和抗剪強度試驗。主要對粘聚力、內摩擦角、壓縮模量和滲透系數等等力學性指標進行測試，，用于計算土體強度、變形、滲透及穩定性。土的固結試驗是測定土體在壓力作用下產生變形的過程。在試驗過程中，要嚴格按國標或規程進行操作，消除各種不利因素。一旦出現問題要及時解決。如果在開土記錄中寫到土質均勻，測出的含水率較低，液性指數IL<0.25的硬塑土，而測出的壓縮系數卻偏大，壓縮模量偏小。這說明試驗操作中有錯誤或誤差，要及時查找原因，包括讀數記錄及儀器設備方面等原因。如果查不出原因，應通知野外技術人員進行補樣。土工試驗裝置（固結儀、三軸剪力儀、天平、百分表、壓力表等）要按檢定周期進行檢定或校準，并經檢定或校準合格后予以使用；對土工試驗的計算軟件在初次使用前也應進行校驗，必要時（計算數據發生異常時）再校驗，以確認其滿足預期用途的能力。土的抗剪強度試驗是測定土體在外力作用下抵抗剪切破壞的極限能力。土的抗剪強度是土的重要力學性質之一，粘聚力c和內摩擦角φ是土的抗剪強度指標。抗剪強度的試驗方法主要有直接剪切試驗、三軸壓縮試驗和無側限抗壓試驗。室內抗剪試驗測出c值有時出現異常情況，如c為負值，主要原因在于取標準樣時，同一個土樣所取的四個試塊的性質相差太大所致，故開樣時盡量取同一種性質的土進行試驗。另外，應減少土樣在采取、運輸、保管及安裝儀器等各環節中的擾動。

三、當前土工試驗存在的主要問題

一是采用土工試驗的方法、標準尚未統一。很多實驗室使用一些在地區或部門已經長期使用的半理論、半經驗性試驗標準和規范，缺乏一定的科學性和可靠性，比如土粒比重試驗中利用塑性指數推算，在液塑限試驗中應用塑限推算液限，在快速固結試驗法應用經驗公式推算等。其次部分實驗室應用一些毫無理論根據的試驗方法，造成嚴重誤差，比如在快速固結試驗中，隨意修正最后一級荷重，在顆粒分析試驗中的密度計法中僅測定3-4點讀數。

二是其次部分實驗室應用一些毫無理論根據的試驗方法，造成嚴重誤差，比如在快速固結試驗中，隨意修正最后一級荷重，在顆粒分析試驗中的密度計法中僅測定3-4點讀數。

三是設計人員與鉆探取樣人員的溝通銜接不夠。在實際工作中，現場操作人員往往是機械的按照有關要求進行勘測和取樣，在寫情況報時只是將工作情況進行簡單的記錄，對土樣進行簡單的處理就交送實驗室，原始資料和試驗樣品沒有得到充分的保護。而且，工程人員和實驗員與勘探人員共同進行戶外勘測比較少，缺少溝通，造成試驗方法的選擇、樣品的選取等不能很好地符合工程勘測的需要。

四是設計人員對原始數據和土樣資料的收集分析不夠，渠道單一，直接獲取試驗數據的不多。

四、改進土工試驗技術的方向

1.土工試驗人員應當對現行的土工規范標準進行仔細研究，分析、總結自己實際工作中的問題以及值得改進的地方，在發現新問題時應與經驗豐富的專家進行深入研究、探討。同時應不斷學習，研究新的土工試驗方法，盡量減少試驗誤差，提高土工試驗技術的可靠性。

2.完善土工試驗的有關制度。要針對目前土工試驗存在的情況，結合施工實際，建立完善一套完整有效的實驗質量控制方法，保證并認真地加以執行，以制度保證實驗的客觀性、準確性和完整性。加強對實驗儀器的管理與維護，確保各種儀器符合實驗要求，為提高實驗的質量提供基礎保證。

3.加強環節管理。土工試驗涉及現場土樣的收集、現場地質環境的分析、實驗室測試等多個環節。在具體實施過程中，要針對不同的實驗環節，研究制定針對性強、操作性強、符合有關技術規范要求的操作方法。各個環節的操作人員要加強溝通聯系，及時將掌握的情況通知到每一個操作人員，最大限度地減少誤差，杜絕實驗室所需的基礎數據出現疏漏。

參考文獻：

[1]王洪瓊，周得容.巖土工程勘察土工試驗的質量與管理策略[J].價值工程，2013（18）

[2]謝永德.土工試驗常見問題探討[J].西部探礦工程，2012（1）：10-12.

[3]GB/T 50021-2001.巖土工程勘察規范[S].

[4]GB/T 50123-1999.土工試驗方法標準[S].

[5]GB/T 15406-94.土工儀器的基本參數及通用技術條件[S].