礦山巖土工程勘察土工試驗中的常見問題及改善對策

白 冰

（甘肅省地質礦產勘查開發局水文地質工程地質勘察院，甘肅 張掖 734000）

1 礦山巖土工程勘察中土工試驗的基本含義及相關意義

簡單的來說，礦山巖土工程勘察土工試驗主要是運用專業的儀器，通過對項目中的基坑等進行科學試驗，通過對試驗數據的分析、對比以及整理和總結，從而為礦山工程施工項目提供重要參考資料。與此同時，通過土工試驗，其主要是對土壤性能的具體分析，可以為其他指標提供重要依據，比如力學性能指標、土壤物理指標，可以在很大程度上保證施工安全。土工試驗的內容比較廣泛，具體有含水量、密度等。試驗的方法有滲透試驗、三軸試驗等，要根據實際情況選擇合適的試驗方法。

在具體的土工試驗中，試驗人員需要把各個項目的試驗結果集中起來進行對比、分析，找到數據之間的聯系，從而使試驗結果更加精準。另外，土工試驗是一項比較嚴謹的工作，需要工作人員在試驗中嚴格按照相關規定，保證每個步驟的嚴謹、規范，從而使項目工程更加穩定，有效達到保障礦山施工工程質量的重要目的[1]。

2 礦山巖土工程勘察土工試驗中的指標以及一些問題

2.1 飽和狀態的基準含義以及影響因素

在土工試驗中，土壤的飽和度具體是指，土壤在比較自然的狀態下，土壤中水的體積與土壤中空隙體積之比。按照飽和度，一般把土壤分為三種狀態，即如果飽和度在0～0.5之間，包括0.5，那么為輕度濕的狀態；如果飽和度在0.5～0.8之間，包括0.8，那么為潮濕的狀態；如果飽和度在0.8～1之間，包括1，那么為比較飽和的狀態。通常情況下，土壤中的飽和度小于1，但是也會有個例出現，比如大于1的情況。

飽和度的影響因素主要是由含水量、顆粒密度和天然密度。通過試驗分析可以得到，有機質對于土壤的因素較大，如果土壤中缺乏有機質，就會造成土壤的顆粒不會出現大的變化，相應的對飽和度產生的影響也較小，影響幾乎可以忽略不計。在土工試驗過程中，最容易引起變化的因素主要為含水量，含水量在很大程度上影響著土壤的性質。此外，含水量的變化是由諸多因素引起的，比如取樣不合理、土樣的均勻性、土樣的存放時間等等。

2.2 回彈指數指標

在實際的礦山工程項目施工過程中，回彈試驗是比較重要的一項環節。通過回彈試驗，能夠對項目的受力情況進行模擬，對于礦山工程施工項目的質量、安全性十分重要。首先，可以對挖土深度圖層的荷載進行模擬，測試出自重壓力，然后再對土層恢復到原有狀態的應力情況進行模擬，接著再進行卸荷，由于卸荷的壓力是與挖掘土層的重量是同樣的，然后可以通過分級加荷，得出附加壓力與自重壓力的總和。

土層的受荷應變主要是由兩部分因素組成，即為塑性應變和彈性應變。塑性應變與彈性應變有較大區別，在卸荷后不能夠恢復，而彈性應變在卸荷后則能夠進行恢復。因此，在進行回彈試驗后，土壤受到荷載的部分土樣能夠進行回彈，但是已經無法回彈到原始狀態[2]。

3 基本注意事項以及影響因素

3.1 在基本放樣階段需注意的情況

在土工試驗過程中，需要注意的是如果出現土壤的飽和度大于1，即占比超過百分之百，則需要對于含水率進行重新規范化的測定。在試驗的操作過程中，需要有以下幾個方面需要注意：第一，在進行試驗前，土壤的選擇至關重要，不僅要考慮到土層選擇的均勻、土層的軟硬程度，還需要考慮土樣的基本顏色等因素。需要對于土層的物理性質、化學性質進行全面、多角度的了解，要使所選擇的土樣能夠具有充分的代表性；第二，在選擇土樣時，需要選用專門的規范性工具進行切割，并且要嚴格按照相應的切割方法，避免工具與土樣之間存在空隙[3]。

3.2 取樣過程中需要注意的問題

在取樣過程中，要進行對土質的具體情況進行分析、模擬。如果土樣受到基礎化的擾動，那么就會造成基本的固結應力出現變化，從而使土樣的基本應力出現變化。在具體的操作時，為了最大程度上的使土樣能夠始終保持原有狀態，需要嚴格選擇固定值的型號進行試驗操作，從而保證在運行過程中減少振動的情況。在運用環刀儀器進行操作時，在刀法上要做到直下和直上，用力保持均勻，選擇土質均勻的土壤。在試驗的環節，可以根據土層的實際特點、工程的實際情況來增加荷載。最后，要根據現場的各種資料、數據進行分析討論和總結[4]。

4 礦山巖土工程勘察土工試驗過程中問題的解決方案

4.1 土壤的差異性

在整體的項目施工過程中，影響整體試驗結果的重要因素之一為土質的差異性。土質不同于其他試驗樣品，具有特殊性的特點，有著獨特的性質。

根據基本標準進行土層試驗的環節，需要試驗操作的工作人員通過對實際情況進行理論性的分析。操作人員需要以認真、仔細的態度對試驗進行操作，在試驗手段方面需要嚴格規范試驗步驟，并且在試驗后及時作出總結，對客觀、科學的試驗數據進行分析、探討，從而保證試驗結果的真實性以及科學性。在每一次的土工試驗后，都需要根據實際的試驗情況再次進行綜合性的分析和對比，還要全面考慮到不同性質的地質，降低意外的發生[5]。

4.2 樣品的制作問題

在進行基礎性樣品的制作時，有兩個最基本的問題需要被引起高度重視。第一，最重要的為土質的取樣，選擇均勻的土質為基本原則。引起土質變化的主要因素為土層深度，因此為了全面掌握土層樣品的特點和性質，需要按照土層的順序進行依次分析，從上到下進行分析。尤其是對于兩個相連接的土層來說，要選擇其中最為精準的土壤質量；第二，在運用到一些直立的裝置設備進行取樣時，選取樣品時要突出樣品的代表性，避免出現一些滲透或者密度的情況。在進行集中性的選取土樣時，要明確選擇上層、中層、下層三個部分，不能僅僅選擇單一的部分為基本樣品。

4.3 設備問題

在礦山巖土工程勘察土工試驗中，設備的一系列問題十分重要，直接影響著試驗結果的精準。但是在現階段，仍然有一些設備的老化問題，雖然已經被多次提出，但是尚未得到徹底解決。要對設備的老化問題引起高度重視，定期對設備進行維修和檢測，并且由專人對設備進行保養，保證設備能夠正常運轉。對于一些已經無法滿足土工試驗的設備，要及時進行淘汰，并且更換先進設備，避免影響土工試驗的進程。有關部門需要對設備問題引起充分重視，投入一定的設備維護和保養資金，保證土工試驗的順利、高效進行。

4.4 操作人員的基本素養

操作人員在土工試驗的作用十分重要，發揮著不可忽視的重要作用。礦山巖土工程勘察土木試驗是一個比較嚴謹的工作，不同于其他工作，對于操作人員的要求較高。不僅要求操作人員需要具備較強的專業技能，并且需要具備扎實的理論基礎。

因此，相關部門需要加強對操作人員的知識培訓和技能培訓，保證操作人員能夠滿足土工試驗工作的要求，要保證操作人員能夠嚴格按照相關標準和規定進行試驗，保證試驗過程的規范性、試驗結果的精準性。

此外，由于土工試驗工作是一項比較枯燥、乏味的工作，一些操作人員容易對試驗產生消極或者懈怠心理，可以采用激勵機制，對于土工試驗操作認真、負責、細心的人員進行獎勵，引起其他操作人員思想上的共鳴，從而使土工試驗的進行效率更高，從而為礦山工程施工項目的順利進行提供強有力的數據支撐。

5 結語

綜上所述，土工試驗在礦山巖土工程勘察設計工作中的作用十分重要，是礦山工程施工一項基礎性的工作，其勘測結果意義重大。對此，在實際的礦山巖土工程南勘察土工試驗過程中，要對常見問題進行全面分析和考慮，根據實際情況，堅持具體問題具體分析的原則，采取多種方法和手段，最大程度上的保證土木試驗中各項數據的真實性和科學性、精準性。