對土工試驗細粒土顆粒分析粘粒（<0.005mm）測定影響因素分析

閆建玲

摘要：土工試驗作為為巖土工程勘察、工程設計、工程建設提供有效測試結果的重要手段，其測試結果的準確與否，對工程質量及安全性有著至關重要的影響，特別是細粒土顆粒分析試驗中粘粒（<0.005mm）含量在工程勘察及設計中是非常重要的指標，它對場地的液化判定、凍脹、均質壩土料及防滲體土料評價等起著至關重要的作用，因此，找出影響試驗結果的因素、影響程度及影響規律，并制定行之有效的措施以達到提高試驗結果準確性的目的。

關鍵詞：土工試驗顆粒分析粘粒含量影響因素

隨著與外界交流的增多，我們對所開展土工試驗項目中的顆粒分析試驗粘粒（<0.005mm）的檢測目的及其在工程中的應用有了全新的認識，其界限指標的上下浮動會直接影響評價等級的判定和工程方案的優選，同時，由于顆粒分析試驗結果，特別是對粉粒和粘粒的含量受檢測人員標準讀數產生的誤差、檢測環境溫度、易溶鹽含量及洗鹽過程等多種因素影響，其結果會有不同的差別。考慮以上原因，我們專門針對細粒土顆分試驗工作中粘粒（<0.005mm）的測定進行檢測驗證工作，力求通過大量試驗結果對比，論證影響顆粒分析試驗結果的主要因素，并采取相應的措施加以控制，以確保試驗結果準確可靠。

存在的問題

細粒土顆粒分析試驗是檢測工作中最常規試驗內容，但凡是細粒土，顆粒分析是必做項目。依我們多年從事土工試驗的經驗，影響細粒土顆分試驗工作中粘粒（<0.005mm）測定結果的因素有很多，如：樣品的代表性、使用的比重計、量筒、土樣中易溶鹽的含量、洗鹽的過程控制、環境條件、數據處理等，這些諸多影響因素中有些是人為可控制的因素，我們通過強化管理和人員培訓，即可有效控制。有些因素雖然知道會影響顆粒分析試驗中粘粒（<0.005mm）含量的試驗結果，但大多數檢測機構因受到試驗條件、工作性質、沿襲的習慣等的影響，不能發現影響因素的影響程度及影響規律，為了確保顆粒分析試驗結果準確可靠，我們想通過各類試驗進行比對，對存在的問題進行認真細致的分析、研究、分類，找出影響顆粒分析試驗中粘粒（<0.005mm）含量試驗結果的主要因素，并制定行之有效的措施以達到提高試驗結果準確性的目的。

通過對各種影響因素的分析，把影響顆粒分析試驗結果的因素進行了分類，具體分類見表1影響《顆粒分析試驗結果的因素》及附圖：

制定對策計劃

1、針對非主要影響因素及人為可控因素設計的對策

統一配制標準樣，制備、分取樣品時必須將樣品充分混合均勻，具有代表性。

試驗前開空調以達到規范要求的溫度，并盡量控制、維持一致的環境溫度。

加強檢測人員對標準規范的學習培訓，提高檢測技能，嚴格按規范要求對攪拌的頻率和深度、比重計讀數力求一致，并按華巖軟件統一處理數據；力求在統一環境條件下，用相同的標準量筒對應相同的樣品做，控制環境溫度、攪拌深度，按攪拌往返30次/分鐘控制進行試驗工作，并按華巖軟件處理數據。

2、針對主要影響因素設計的對策

對易溶鹽總量超過0.5%或K20電導率值大于1000us/cm的試驗樣品按規范要求洗鹽，其洗鹽方法除按規范要求的方法一洗鹽外，又采用了易溶鹽測試的洗鹽方法二進行洗鹽，對比檢測結果，力求尋找一種快捷便利又能保證試驗精度的洗鹽方法。

對所制備的標準試驗樣品，統一使用甲種比重計與甲種圓頭比重計分別進行測定，對比、分析其試驗結果。

對檢測人員檢測技能進行驗證，即統一制出6組標準樣，由不同檢測人員進行檢測，對檢測結果進行分析驗證。

實施過程

通過上述階段的分析，針對存在的問題和原因要素，按規范要求對已準備好的樣品按要求進行了試驗工作。

1、實施一

找出不同含鹽量的細粒土樣共9組樣品，分別混合均勻后將每一組樣分成兩份，分別按日常工作方法洗鹽和使用離心方法洗鹽，對試驗結果進行比對分析，結果為：用離心機洗鹽所得顆分結果低于按日常工作方法洗鹽試驗結果。

并把這些樣品與其他檢測機構做了比對試驗，發現試驗結果粘粒（<0.005mm）含量偏低4.3%，通過溝通，所使用的規范相同、洗鹽的程序相同，最大的差別是使用的比重計和試驗結果的處理不同。

通過這組試驗我認為易溶鹽含量雖是影響顆粒分析試驗結果的因素之一，但并非是主因。

2、實施二

針對主因使用比重計問題，把年初做的“新疆葉爾羌河中游渠首第三師前海灌渠總干渠配套工程地質勘察”項目送的擾動擊實留樣中，結合土工試驗結果中黏粒在10%、12%、18%、35%左右，鹽含量在1%、1.5%、2%、3%、4.5%且不同含鹽種類的樣找出來，混合均勻后將每一組樣品分成兩份，一份備用，另一份用水浸泡洗鹽，直至洗凈為止，準備試驗樣品至少在20公斤以上以滿足使用。

第一組試驗：用未洗鹽的6組備用樣，每人做2組，每個樣按6平行測試顆分試驗結果，用甲種圓頭比重計做，留作與洗鹽后使用甲種圓頭比重計測定結果之間差異的對照。第二組試驗：按規范要求把洗凈鹽的六組樣品要求全體檢測人員均參與試驗，每人要求做平行樣，分別使用甲種圓頭比重計和甲種比重計，配置了標準量筒要求的量筒，用相同的量筒對應相同的樣品做，控制環境溫度、攪拌深度，按攪拌往返30次/分鐘控制進行試驗工作，并按華巖軟件處理數據。

結論

對以上兩組試驗所得結果按《土工試驗規程》SL237-1999附錄A中對數據的統計分析，剔除異常值后，以平均值作為每一類試驗的結果值，得出了以下幾組比對分析結果：

使用甲種比重計比使用甲種圓頭比重計黏粒含量試驗結果高3.3%～5.5%，平均4.8%，跟鹽含量高低無直接關系。

使用甲種圓頭比重計，用標準規定方法洗鹽與用日常工作方法洗鹽結果對比，除粉粒試驗結果降低外，其他各粒級試驗結果均提高，黏粒含量試驗結果提高0.3%～4.0%，平均2.2%，試驗結果差異跟鹽含量高低有直接關系，鹽含量較高時，黏粒含量試驗結果差值較大。

使用甲種比重計、甲種圓頭比重計不同檢測人員之間試驗結果比對分析可得：在試驗樣品充分混合均勻的條件下，用相同的量筒對應相同的樣品做，控制環境溫度、控制攪拌器攪拌往返30次/分鐘、控制攪拌深度，得出相同顆粒分析試樣在相對相同的試驗條件下由不同的人及相同的人用不同的比重計得出的試驗結果無顯著差異。

結語

通過從檢測人員專業操作能力、樣品的制備、試驗方法、試驗儀器、數據處理等方面經過反復探索、試驗，論證影響顆粒分析試驗結果的因素，我們找出了主要的影響因素，并制定行之有效的措施：①加強標準規范培訓，提高檢測人員的專業操作能力，規范操作。②確保試驗用樣品的充分均勻性和代表性。③洗鹽的程序結合項目工期、粘粒是否是為界限含量及鹽含量的高低，制定針對測試中心工作實際的洗鹽作業指導書，以達到滿足試驗準確度和試驗工期的要求。④使用甲種比重計。⑤采購定制標準量筒。⑥嚴格控制顆粒分析試驗過程中懸液溫度。⑦運用軟件處理試驗數據。

（作者單位：新疆兵團勘測設計院（集團）有限責任公司測試中心）