影響土工試驗(yàn)成果幾個(gè)方面的探討

郭迎輝

【摘要】影響土工試驗(yàn)成果的因素有很多，本文從含水率的測(cè)定、顆粒分析及土的抗剪強(qiáng)度三個(gè)方面進(jìn)行討論，以個(gè)人的工件經(jīng)驗(yàn)同國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范和試驗(yàn)規(guī)程結(jié)合起來(lái)，分析了土工試驗(yàn)中存在的一些問(wèn)題，提出了一些解決問(wèn)題的個(gè)人看法，與同行交流學(xué)習(xí)。

【關(guān)鍵詞】土工試驗(yàn)；含水率；顆粒分析；抗剪強(qiáng)度

【Abstract】Geotechnical factors affecting the test results there are many， this article discussed from the measurement of moisture content， particle analysis and shear strength three aspects， personal experience of the work with the existing national standards and testing procedures combined analysis of geotechnical tests Some problems， put forward some personal views on problem solving， communication and peer learning.

【Key words】Soil test；Moisture content；Particle analysis；Shear strength

土工試驗(yàn)是巖土工程勘察的重要組成部分，也是解決土工問(wèn)題的一個(gè)工作環(huán)節(jié)，為設(shè)計(jì)、施工提供相關(guān)指標(biāo)和參數(shù)。影響土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)的因素也有很多，比如野外的取樣與保管，土樣的運(yùn)輸，室內(nèi)土工試驗(yàn)， 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析等。本文依據(jù)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，就各項(xiàng)試驗(yàn)方法中 值得注意的細(xì)節(jié)，做出認(rèn)真仔細(xì)的探討。對(duì)土工試驗(yàn)工作中，經(jīng)常遇到 的部分問(wèn)題進(jìn)行剖析，以便采取相應(yīng)措施，提交更為真實(shí)、準(zhǔn)確的土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1. 含水率的測(cè)定

土的含水率是指土在 105℃ ～110℃溫度下烘至恒量時(shí)所失去水的質(zhì)量與恒量后干土質(zhì)量的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。含水率是表示土濕度的重要物理性質(zhì)指標(biāo)之一，也是巖土工程質(zhì)量控制指標(biāo)之一。 根據(jù)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，含水率室內(nèi)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是烘干法， 《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中的方法如下：取代表性試樣 15-30g，有機(jī)質(zhì)土、 砂類(lèi)土和整體狀構(gòu)造凍土為 50g，將土樣置于稱(chēng)量盒內(nèi)，稱(chēng)盒加濕土質(zhì)量，打開(kāi)盒蓋放于烘箱，保持溫度 105℃ ～110℃，烘干至恒量。烘干時(shí) 間對(duì)粘土、粉土不得少于8 小時(shí)，對(duì)砂土不得少于不少于 6 小時(shí)，對(duì)含 有機(jī)質(zhì)超過(guò)干土質(zhì)量 5% 的土，應(yīng)將溫度控制在 65～70℃的恒溫下烘至恒量。 這里有三方面須要注意的問(wèn)題，

（1）取樣點(diǎn)的位置不同含水量會(huì)有較 大的差別，為克服這種影響，可分上、中、下不同部位同時(shí)取等量樣品， 加以混合后作為含水量試驗(yàn)樣品，有些地區(qū)的土質(zhì)極不均勻，含有姜石 等雜物，這些也會(huì)影響測(cè)試結(jié)果，一定要將這些雜物剔除。

（2）鋁盒烘干 時(shí)應(yīng)開(kāi)口，以利水的充分蒸發(fā)。鋁盒在長(zhǎng)期使用過(guò)程中由于氧化、磨損 其質(zhì)量也有一定變化，定期標(biāo)定能有效降低試驗(yàn)誤差。

（3）電熱烘箱和電 子天平是獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)的重要工具，一定要按國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定，定 期標(biāo)定。 另外取樣擾動(dòng)或進(jìn)水、取土器和筒壁的擠壓、土樣在運(yùn)輸和存放期 間保護(hù)不當(dāng)?shù)纫矔?huì)引起含水率的變化。因此這些方面也要認(rèn)真把控。

2. 顆粒分析試驗(yàn)

2.1篩析法。

（1）本方法適用于粒徑小于、等于60mm，大于是 0.075mm 的土，其實(shí)就是我們常說(shuō)的砂粒土，其定名見(jiàn)下表。

（2）按照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中的方法，按要求取樣數(shù)量取樣，將試 驗(yàn)樣過(guò) 2mm 篩，稱(chēng)篩上和篩下的試樣質(zhì)量。當(dāng)篩下的試樣的質(zhì)量小于試 樣總質(zhì)量的 10% 時(shí)，不作細(xì)篩分析；篩上的質(zhì)量小于總質(zhì)量的 10% 時(shí)，不作粗篩分析。取篩上的試樣倒入依次疊好的粗篩中，篩下的試樣倒入 依次疊好的細(xì)篩中，進(jìn)行篩析。依次稱(chēng)各級(jí)篩上及底盤(pán)內(nèi)試樣的的質(zhì)量， 應(yīng)準(zhǔn)確到 0.1g。 這里要特別注意一個(gè)問(wèn)題，就是在我們篩分的過(guò)程中，要仔細(xì)觀察 每一級(jí)篩上的試樣，是否都是不能篩到下一級(jí)的砂粒，因?yàn)樵趯?shí)際工程 中，由于砂土含有一定的水份，烘干后會(huì)成塊狀或參雜有一些細(xì)小的土 顆粒，如果不把這些砂塊細(xì)小的土顆粒碾碎，是會(huì)影響砂土的定名，如 果含有的土顆粒過(guò)多，將會(huì)嚴(yán)重影響定名。因此篩分時(shí)，要認(rèn)真觀察， 用橡膠擦輕輕碾壓，將所有顆粒碾散，每一級(jí)都能準(zhǔn)確的確定出砂粒的 含量。但當(dāng)含有細(xì)粒土顆粒的砂土?xí)r，應(yīng)按細(xì)粒土的篩析法試驗(yàn)進(jìn)行篩 析。

2.2密度計(jì)法 本試驗(yàn)方法適用于粒徑小于 0.075mm 的試樣。具體試驗(yàn)過(guò)程嚴(yán)格按 照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》控制，這里只說(shuō)一點(diǎn)，本試驗(yàn)可確定粉土的粘 粒含量，物理統(tǒng)計(jì)值是按層統(tǒng)計(jì)的，當(dāng)這一層的變異系數(shù)過(guò)大（并未超 出規(guī)范規(guī)定值）時(shí)，將不宜判斷該層的使用值，所以在取樣時(shí)，一定要 取有代表性的土樣，用目測(cè)結(jié)合界限含水量試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)取樣。

3. 直接剪切試驗(yàn)

3.1直接剪切試驗(yàn)是測(cè)定土體抗剪強(qiáng)度的，土的抗剪強(qiáng)度是指土體抵抗 剪切破壞的極限能力，是土的重要力學(xué)性質(zhì)之一。其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為內(nèi) 摩擦角 Φ、粘聚力 C。根據(jù)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，此試驗(yàn)分為慢剪試 驗(yàn)、固結(jié)快剪試驗(yàn)、快剪試驗(yàn)及砂類(lèi)土的直剪試驗(yàn)四種方法。其中快剪 試驗(yàn)是工業(yè)與民用建筑中最長(zhǎng)用的一種，這里我們著重討論一下。

3.2《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中指出本試驗(yàn)方法適用與滲透系數(shù)小于 10- 6 cm/s 的細(xì)粒土。試驗(yàn)步驟中應(yīng)注意以下三方面：

（1）取標(biāo)準(zhǔn)試樣時(shí)，一定 要取土質(zhì)比較均勻，四個(gè)試樣的性質(zhì)相差不要太大的，否則就會(huì)出現(xiàn) C 為負(fù)值的情況，取完試樣可以用天平測(cè)一下土的質(zhì)量密度。

（2）對(duì)松軟試 樣垂直壓力應(yīng)分級(jí)施加，以防土樣擠出，實(shí)際工程中，試驗(yàn)人員往往忽 略這一點(diǎn)，一次性壓到第一級(jí)，當(dāng)壓到第二級(jí)荷載時(shí)會(huì)發(fā)生土樣擠人透 水石與剪切盒之間縫隙的情況而無(wú)法剪切。這樣不但不能更快的完成試 驗(yàn)任務(wù)，而且會(huì)使這個(gè)試樣沒(méi)有剪切數(shù)據(jù)，因?yàn)樗蛠?lái)的試樣是有一定規(guī) 定的。所以一定要按標(biāo)準(zhǔn)方法操作。

（3）標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定在施加垂直壓力后， 拔去固定銷(xiāo)，立即以 0.8mm/min 的剪切速度進(jìn)行剪切。千萬(wàn)不能為了節(jié) 省時(shí)間而人為提高剪切速度，這樣會(huì)造成剪切強(qiáng)度偏低，而影響試驗(yàn)數(shù)值。

4. 總結(jié)

一個(gè)勘察項(xiàng)目的最終結(jié)果是否準(zhǔn)確，室內(nèi)土工試驗(yàn)的重要性是顯而易見(jiàn)的，因此要嚴(yán)格控制與土工試驗(yàn)有關(guān)的各個(gè)環(huán)節(jié)，將所有可能發(fā)生的誤差降低到最小，才能準(zhǔn)確完成土樣的定性、定量分析與評(píng)價(jià)，為建 設(shè)單位提交合格的勘察成果。