三軸試驗黏性原狀土試樣取樣方法研究

(西華大學 四川 成都 610039)

三軸試驗作為研究土體動靜力學特性的一個重要方法，因其能較好的模擬土體的實際受力情況，且具有明確的應力狀態，故而受到眾多研究者的青睞[1-3]。對于三軸試驗的試樣可采用重塑土和原狀土。相較于重塑土，原狀土因土體試樣狀態沒有發生改變，故而能更好的反映土樣在荷載作用下的力學特性。有學者認為，原狀土取樣質量對試驗成果有很大影響[4]。因此，為保證試驗結果能較好地反映土體真實的力學特性，并為相關的工程設計提供可靠的接近實際地質條件的土體物理力學指標，因此，本文對黏性原狀土試樣采樣方法進行了研究。

一、試樣的采取

不擾動是指原位應力狀態雖已改變，但土的結構、密度和含水量變化很小，能滿足室內試驗各項要求。除地基基礎設計等級為甲級的工程外，在工程技術要求允許的情況下可用Ⅱ級試樣進行強度和固結試驗，但宜先對土試樣受擾動程度做抽樣鑒定，判定用于試驗的適宜條件，并結合地區經驗使用試驗成果。土試樣質量應根據試驗目的按表1分為四個等級，如表1所示。

表1 土試樣質量等級

二、土試樣等級的選擇、試樣采取的工具和方法

鑒于所取試樣需進行強度試驗，故選取級別為Ⅰ級的土試樣。根據《巖土工程勘察規范》中關于不同等級土試樣的取樣工具和方法中規定：Ⅰ級土試樣應采用薄壁取土器(固定活塞、水壓固定活塞、自由活塞、敞口)、回轉取土器(單動三重管、雙動三重管)、探井/槽中刻取塊狀土樣等工具和方法。薄壁取土器使用于部分黏性土、粉土、粉砂等土類，回轉取土器適用于黏性土、粉土、砂土等土類。回轉式取土器的技術指標見表2，取土器的技術規范應按照本規范附錄F執行[5]。

表2回轉式取土器的技術指標

在鉆孔中采取Ⅰ、Ⅱ級砂樣時，可采用原狀取砂器，并按相應的現行標準執行。在鉆孔中采取Ⅰ、Ⅱ級土樣時，應滿足下列要求：

在軟土、砂土中宜采用泥漿護壁；如使用套管，應保持管內水位等于或稍高于地下水位，取樣位置應低于套管底三倍孔徑的距離；采用沖洗、沖擊、振動等方式鉆進時，應在預計取

樣位置1m以上改用回轉鉆進；下方取土器前應仔細清孔，清除擾動土，孔底殘留浮土厚度不應大于取土器廢土段長度(活塞取土器除外)；采取土試樣宜用快速靜力連續壓入法；具體操作方法應按照現行標準《建筑工程地質勘探與取樣技術規程》執行[6]。

三、采取的試樣應密封，密封可選用下列方法：

在鉆孔取土器中取出土樣時，先將上下兩端各去掉約20mm，再加上一塊與土樣截面面積相當的不透水圓片，然后澆灌蠟液，至與容器端齊平，待蠟液凝固后扣上膠皮或塑料保護帽；取出土樣用配合適當的盒裝將兩端蓋嚴后，將所有接縫采用紗布條蠟封封口。除此之外，

每個巖土試樣密封后均應填貼標簽，標簽上下應與土試樣上下一致，并應牢固地粘貼在容器外壁上。土樣標簽應記載：工程名稱、巖土試樣名稱、取土器型號、取樣方法、取樣日期等。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級土試樣應妥善密封，防止濕度變化，嚴防曝曬或冰凍。在運輸中應避免振動，應采用專用土樣箱包裝，試樣之間應用柔軟緩沖材料填實。土試樣應直立放置，嚴禁倒放或平放。試樣自采取之后至開土試驗之間的儲存時間不宜超過三周。對易于振動液化和水分離析的土試樣宜就近進行試驗。