顆粒分析試驗(yàn)的誤差分析和對策分析

劉傳江 張 揚(yáng)

江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊(duì) 江蘇 徐州221000

一、顆粒分析試驗(yàn)的誤差分析

(一)篩析法誤差的原因。篩析法主要指的是采用不同孔徑篩子來篩選土樣,土壤顆粒根據(jù)孔徑不同來分成不同粒組,隨后使用精密稱量一起來稱取不同粒組土壤的重量,同時(shí)將每個(gè)粒組實(shí)際占據(jù)總量的百分比計(jì)算出來。在進(jìn)行顆粒分析試驗(yàn)中,該種方法是最為簡單的一種,通常其篩選顆粒的范圍在0.075μm-6 mm 之間。歸納來說應(yīng)用篩析法來進(jìn)行顆粒分析試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生誤差的原因主要有如下幾點(diǎn):一是篩子自身有誤差存在;二是試驗(yàn)環(huán)節(jié)中風(fēng)力、空氣濕度、溫度等外界因素產(chǎn)生干擾;三是采用不同試驗(yàn)方法導(dǎo)致誤差出現(xiàn);四是在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)人為因素的失誤;五是土壤隨機(jī)性產(chǎn)生誤差。其中對隨機(jī)誤差來說,篩析法將留篩質(zhì)量測定下來,被作為實(shí)際質(zhì)量,然而在篩選環(huán)節(jié),在振動作用下即便顆粒直徑一樣,也會出現(xiàn)部分能夠通過篩孔,而部分不行的情況。可否通過篩孔通常是受到篩孔角度、土顆粒的影響。而在實(shí)際計(jì)算此直徑顆粒時(shí)就沒有考慮到?jīng)]有通過篩孔的顆粒,致使該直徑顆粒質(zhì)量出現(xiàn)改變,進(jìn)而影響到在土壤總質(zhì)量中不同粒組含量的百分比,引發(fā)試驗(yàn)誤差。

(二)密度計(jì)法誤差的原因。密度計(jì)法主要是根據(jù)篤克斯定律,根據(jù)顆

作者簡介:劉傳江,男,1988-,漢族,籍貫江蘇省徐州市,大專,實(shí)驗(yàn)測試助理工程師,主要從事土木工程實(shí)驗(yàn)測試與管理工作。粒不同自重在液體中下沉的速度快慢不同來進(jìn)行計(jì)算與試驗(yàn)。在試驗(yàn)中往量筒內(nèi)放入一定數(shù)量的土壤,隨后將適量純水加入其中并實(shí)施攪拌,讓量筒內(nèi)全部顆粒都能均勻分布在水中,形成懸液。在保證量筒穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,讓顆粒自由下沉,隨后采取密度計(jì)來將不同時(shí)間內(nèi)的不同懸液密度測量出來,利用密度計(jì)來將下沉?xí)r間讀取出來,并將某一資金顆粒在總體土樣中的占比計(jì)算出來。通常來說引發(fā)密度計(jì)法誤差的原因除了以上分析的篩析法中的五點(diǎn)以外,還包括了實(shí)際使用的設(shè)備、儀器以及試驗(yàn)系統(tǒng)等。在應(yīng)用該種方法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)往往需采用兩種密度計(jì),其一用于對1000 ML懸液中的干土重進(jìn)行讀取,其二用于對懸液比重進(jìn)行讀取。此兩類密度計(jì)的制造原理以及方法均相同,不過在采刻度過程中懸液穩(wěn)定各有不同,因此極易導(dǎo)致誤差出現(xiàn)。而且在試驗(yàn)環(huán)節(jié)需要盡可能維持溫度在20℃,但往往無法確保溫度能夠一定把控在20℃。而且在讀書時(shí)需以彎液面上緣為標(biāo)準(zhǔn),不過在實(shí)際制造密度計(jì)時(shí),通常是按照下緣作為基準(zhǔn),因此在試驗(yàn)過程中務(wù)必要合理調(diào)整彎液面,確保其數(shù)值的固定。

二、顆粒分析試驗(yàn)誤差的處理對策

(一)控制取樣質(zhì)量。經(jīng)過試驗(yàn)證明,剛由土體內(nèi)選出的土樣測試結(jié)果要比烘干、風(fēng)干等經(jīng)過加工的土樣測定結(jié)果要高。不過在具體試驗(yàn)開展時(shí),將取樣所得土體運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室時(shí)需要耗費(fèi)較長時(shí)間,所以無法確保土樣的天然含水量,因此通常都會選擇風(fēng)干后的土樣作為試驗(yàn)土樣。在實(shí)際試驗(yàn)環(huán)節(jié),需要測定風(fēng)干土的含水率,并換算為干土質(zhì)量,進(jìn)而將試驗(yàn)具體需要的試驗(yàn)質(zhì)量確定下來。如若直接取30g的風(fēng)干土來開展試驗(yàn),會因?yàn)闆]有將風(fēng)干土的含水率考慮在內(nèi)而導(dǎo)致實(shí)際結(jié)果發(fā)生偏差。即便根據(jù)要求來對土樣含水率進(jìn)行測試,也會因?yàn)椴僮髁鞒谭彪s而導(dǎo)致測試結(jié)果和正常值出現(xiàn)偏差,因此盡可能采取烘干試樣來開展試驗(yàn),以切實(shí)降低最終結(jié)果的偏差值。

(二)試驗(yàn)操作的管控。在開展顆粒分析試驗(yàn)時(shí),要求往量筒內(nèi)倒入在三角瓶中煮沸過的試驗(yàn),并采取密度計(jì)來對測讀度數(shù)。此外,務(wù)必要切實(shí)根據(jù)規(guī)范要求來往量筒內(nèi)轉(zhuǎn)移懸液,讓懸液經(jīng)過孔徑為0.075 mm 的洗篩,隨后利用漏斗將其注入到量筒中,對懸液密度計(jì)度數(shù)測記完畢后,再將其經(jīng)過孔徑為0.075 mm 的洗篩。在懸液內(nèi),各粒徑土顆粒和溫度、水的比重間的線性關(guān)系也有所不同,也就是土顆粒在水中沉降的時(shí)間能夠反映出其不同質(zhì)量與粒徑,即懸液溫度和土粒徑比重關(guān)系。在實(shí)際操作過程中可以使用TM-85型密度計(jì),根據(jù)其實(shí)際測得度數(shù)來將土試樣中土顆粒的具體粒徑以及占比計(jì)算出來。

(三)溫度的控制。在開展顆粒分析試驗(yàn)過程中,密度計(jì)刻制溫度為20℃,顆粒下沉試驗(yàn)中要求溫度為20℃,如若溫度改變不但會對顆粒下沉速度、密度計(jì)讀數(shù)產(chǎn)生影響,而且還會導(dǎo)致懸液體積出現(xiàn)不均勻膨脹,進(jìn)而出現(xiàn)對流。該類對流會對顆粒下沉速度產(chǎn)生影響。所以在實(shí)際讀數(shù)時(shí)需要盡可能控制溫度變化上下不超過2℃,溫度校正值約20℃,每度差距為0.3。此外還需要重視溫度計(jì)的精度,要求其與規(guī)定要求的0.5℃相符,盡可能選擇0.1℃的精度,同時(shí)必須要通過檢定達(dá)標(biāo),確保每完成一次讀數(shù)后就馬上測量溫度,禁止在整體讀數(shù)環(huán)節(jié)僅實(shí)施一次溫度測量。

三、結(jié)束語

總而言之,在開展顆粒分析試驗(yàn)時(shí),往往容易受到取樣、溫度以及試驗(yàn)操作等各方面因素干擾而導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)誤差,所以要求相關(guān)工作人員能夠深入剖析誤差產(chǎn)生的原因,并采取有效的措施進(jìn)行處理與應(yīng)對,降低試驗(yàn)誤差,以保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性與有效性。