影響巖土工程中土工試驗質量因素論述

李 碩

（遼寧省冶金地質四〇二隊有限責任公司，遼寧 鞍山 114000）

1 巖土工程勘查試驗概述

1.1 土樣制備

土樣制備程度的優劣是影響巖土工程勘查試驗質量的重點因素，在制備土樣時應該對土樣的顏色、土樣中含有的礦物成分，土樣表面的軟硬程度和結構構造進行一個預估并進行記錄，這樣一方面有助于后期對數據進行整理復核，另一方面有助于勘查人員經驗的積累。例如有時會發生這種情況：在進行開土時記錄土質呈現堅硬狀態，但是測試結果卻顯示土質呈流塑狀態，這時候就應該對土樣含水率、塑液限的測量進行檢查，找到問題所在并及時糾正。

1.2 含水率試驗

土質的基本物理指標之一就是它的含水率，土質含水率發生變化隨之而來會帶動一些列其它物理性質發生變化。當前測量土壤含水率的技術方法有很多，比較常用的一種就是烘干法，具體做法是取一定質量土樣放置于恒溫烘干箱中烘干，對干燥土樣質量進行測量，這時土壤失水質量與干燥土壤質量的比值就是該土壤的含水率。采用烘干法測量出的含水率特點是精度高、穩定性好，因此被廣泛使用。影響土質含水率試驗準確性的關鍵因素是所選取土樣的有效度，實際操作中常有因為土樣選取不均勻，土樣短缺等因素導致的勘察結果不準確，因此為了保證土質含水率測量的準確性，操作人員應該根據勘察試驗的具體目的以及試驗要求進行取樣方法的確定。通常情況下，應該在切取原狀土樣環刀的上方或者下方進行橫向選土，這種選取方法有助于對土層真實情況的了解和分析。

1.3 密度試驗

密度也是土壤的重要物理指標之一，土壤的干密度、孔隙比以及飽和度等指標都可以根據土壤的密度進行換算，因此土工試驗中土壤密度試驗質量和精確度對試驗結果有重要的影響。進行土壤密度測量最常用的方法是環刀法，對于該方法在實際操作中具有以下幾點值得注意：大多數工程進行土樣獲取的高度在二十厘米左右，如果該地區的土質不均勻，那么土樣中土柱的變化就不可忽視，因為根據長期勘察經驗得知，不均勻土質中同一高度的土柱密度差距可能很大。為了使測量數據更準確，在進行測量前應該仔細觀察土樣，判斷土質不均勻程度，并在明顯分界處進行劃分，將土樣分批進行含水率、密度等試驗。

2 取樣

取樣總要求：保持樣品的天然濕度及結構。根據試驗項目確定土樣采取的質量等級，采用相應的控制措施。1） 取土器。取樣器有薄壁取土器（分為固定活塞式、水壓固定活塞式、自由活塞式和敞口式）、厚壁取土器等多種形式，需根據土的性質、軟硬程度和其他條件選用。2） 取土器的技術規格應按下表執行。3） 護壁要求。在地下水位以上應采用干鉆，以保證所取土樣盡量保持原地層的含水率、密度等。在地下水位以下可采用水循環鉆進，但應根據不同地層調制不同的循環泥漿和適當的泵量，以免沖壞巖層和土樣。在軟土和水下砂土中鉆進，可采用泥漿護壁，也可采用套管護壁。采用泥漿護壁時，應增加泥漿稠度。若采用套管護壁應注意選人套管時管靴對土層的擾動，且套管底部應限制在預計取樣深度以上3 倍孔徑的距離。4） 取樣。取樣前要求先清除孔內浮土，防止側刮孔壁，取土器到達孔底時應輕放，以免沖擊孔底而擾動土層，盡量采用重錘少擊、快速壓入的方法，取巖芯時不得敲擊取土器管壁，以免擾動土體。5） 封樣要求。對于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級土樣取出后應立即進行蠟封，并放置在陰涼處，避免暴曬和冰凍，確保所取土樣含水量不發生變化。6） 取樣標記。送樣單應有原始記錄和編號。內容應包括工程名稱，試坑或鉆孔編號、高程、取土深度、取樣日期。如原狀土應有地下水位高程、土樣現場鑒別和描述及定義、取土方法等。在實際取樣過程。

3 試驗

1） 開樣。根據客戶的送樣單要求，確定樣品數量，確定樣品是否受到擾動，如樣品擾動了需要求客戶重新取樣，依照相關規定進行試驗：選取樣品時要注意土樣的包裝，區分樣品的層次，將土樣的兩端進行整平，若無特別需求，所取的土樣天然層與切土方形成垂直關系，所選取的土樣具有一定代表性，選取的樣品應靠近環刀部位，同時進行快速選取，防止土樣中的水分流失，如果土樣中的水分流失那么會引起樣品液性指數IL，含水量w 及孔隙比e 都會變小，可分析出研究區域承載力發生變化。2） 烘箱的溫度和時間選擇。根據土有機質含量選擇溫度烘烤土和含水量。無機質土在溫度105℃～110℃恒溫烘干，砂類土不小于6 小時，粘土類不少于8 小時，有機質土或含石膏的土應將溫度控制在60℃～70℃恒溫烘干12 小時～15 小時。否則會造成含水率不準確。

4 數據的校核

數據是感官認識的定量化，是定性描述在數值上的界定，土工試驗的過程正是定性描述與定量數值的統一過程，其二者應該具有一致性。這要求我們將開樣時的感觀與土工實測數據之間的差異控制在一定的范圍以內，同時也應注意數據輸入輸出的正確性。

5 結語

人為因素所產生的數據離散性是可以通過技術的、程序的及數據處理的方法降低的。在實驗數據產生的過程中，嚴格按技術要求采樣，嚴格操作程序規范試驗，采取有效的數據處理方法，試驗數據的可靠性必定可以得到有效保證。