土工試驗中數據異常的影響因素及解決方案

李鑫

（中國建筑材料工業地質勘查中心吉林總隊，吉林長春 130000）

土工試驗是巖土勘察工程中的重要構成部分，通過該項工作開展可以獲得準確的巖土物理力學性能指標，在有效掌握巖土層的特性中更好的開展工程設計和地基處理工作。本文嘗試從土工試驗的內涵入手，對引發土工試驗數據異常的各類因素進行總結與分析，然后提出科學采樣、運輸管理、規范操作、方法選擇等解決措施，以供參考。

1 土工試驗的內涵

土工試驗就是對施工區域內土層特性和地質條件進行數據化分析的過程，通過開展土層滲透性、土的固結、土的剪切、土的承載力等試驗，分析土的含水率、密度、顆粒成分。在通過土工試驗為研究土體變形機理和工程地質性質提供可靠的土的物理力學性質指標以后，可以為工程施工方案設計、地基處理方法選擇、增強邊坡穩定性等提供有力支持，保證最終工程施工質量和使用安全[1]。

2 土工試驗中數據異常的影響因素

對引起土工試驗數據異常的影響因素進行總結，主要包括：（1）采樣不合理。在開展土工試驗工作之前，要重視巖土體取樣工作，若在這過程中出現采樣不夠科學合理的情況，比如沒有根據地區地質特性和巖土層分布情況對土壤進行采集，則無法保證采樣巖土體具有地區代表性，會影響最終的試驗結果。（2）運輸管理不足。在完成巖土體采樣工作后，要將其送往實驗室進行測量試驗，整個運輸過程若采樣巖土體受到了外界天氣、運輸時間等因素影響，也可能會引發巖土樣本變質的問題，降低試驗數據結果的準確性。（3）方法儀器選擇不當。土工試驗包括含水率試驗、抗剪強度試驗、密度試驗等內容，針對不同內容進行土工試驗操作，也要選擇合適的方法和儀器，但是實驗中卻出現方法儀器選擇不當的情況，這不僅會降低土工試驗工作開展效率，還無法保障數據結果質量。（4）人員操作不規范。土工試驗工作的開展，不僅涉及到的試驗內容和操作流程比較多，而且對試驗工作人員綜合素質也提出較高的要求，實際作業過程若人員出現試驗要點把握不足、操作不夠科學規范等的情況，也會對土工試驗結果帶來不利的影響，還要結合實際采用有效措施進行應對和解決[2]。

3 土工試驗中數據異常的解決辦法

3.1 科學采樣

保證巖土體采樣科學和質量，才能為土工試驗工作有效開展和數據結果準確性奠定良好的基礎，具體措施包括：（1）了解區域巖土情況。采樣人員在深入地區實際開展巖土體采樣工作時，需要根據區域相關地質調查資料，對區域的巖土情況進行調查和了解，明確巖土的實際結構層次以后，確定巖土體的具體采樣點，取樣時也要保證均勻性。（2）保證取樣操作規范。在取樣過程中，采樣人員需要進行鉆孔操作，要控制好鉆孔的傾斜度、垂直度等，以防止因為土層受到壓力作用而引發原土結構層次變化的情況。另外，取樣時還要清潔鉆孔孔底，特別是取樣過程出現的殘余顆粒，要將其有效清理出來，以通過其獲得樣本原有的壓縮系數[3]。（3）合理選擇取樣儀器。在準確把握巖土的實際特性以后，就可以選擇合適的儀器設備進行取樣作業，要控制好設備的取樣速度，以防止因為摩擦力增加而改變原土樣的結構特性，影響后期土工試驗數據結果的準確度。

3.2 運輸管理

要防止樣本運輸管理不足，導致土工試驗數據異常狀況，需要高度重視樣本運輸管理，具體措施包括：（1）樣本密封保存。在完成巖土體取樣工作后，可以采用分類包裝的形式進行管理，要注意檢查包裝的密封性，要增加防潮層，以防止因為長途運輸和外界環境，對樣本質量產生不良的影響。（2）加強防震處理。在樣本受到較大壓力狀態下，自身結構和性能也會發生一定的變化，對樣本進行運輸時要做好防震處理，比如采用懸浮式包裝方法、全面防震包裝方法等，即便是運輸過程發生顛簸的情況也不會對樣本本身結構造成較大的擾動。（3）采用就近原則。要切實保證采集巖土體的樣本質量，就要盡可能的減少長途運輸情況發生，嚴格遵循就近原則對樣本開展土工試驗和數據測試工作。

3.3 方法選擇

土工試驗包含的內容有很多，比如含水率、密度等，針對不同內容要選擇不同的方法，這樣才能保證實際工作效率和最終試驗數據準確性，具體包括：（1）土的含水率試驗。在開展土的含水率試驗時，可以對烘干法、核子射線法、酒精燃燒法等進行運用，其中烘干法適用于各類土，核子射線法適用于現場原位測定填料為細粒土，酒精燃燒法適用于不含有機物的砂類土和黏土。這里以烘干法為例，試驗時要取15～30g的試樣，將之置入到烘箱內，溫度控制在105～110oC 之間，在試樣達到恒重狀態以后，從烘箱中取出放到干燥容器內進行冷卻，然后采用（m0/md-1）×100 公式對試驗的含水率進行計算，其中m0 和md 分別表示濕土質量和干土質量，單位為g。（2）土的密度試驗。開展土的密度試驗工作，運用環刀法、灌砂法、灌水法，其中環刀法適用于粉土和黏土，灌砂法在現場測定最大粒徑低于75mm 的土中應用較多，灌水法在現場測定最大粒徑低于200mm的土中應用較為廣泛。這里以環刀法為例，首先選擇適合的環刀、天平的儀器設備，其中環刀內徑和高度分別不能超過79mm和20mm，天平稱量若為200g，最小分度值就為0.01g，測定時要在環刀內壁涂抹一層凡士林，在完成切削土樣以后，稱環刀和土的總質量，在計算得到試樣的濕密度和干密度以后，就可以對取測值的平均值。

3.4 規范操作

試驗人員綜合素質水平的高低和實際操作規范性也會對試驗結果數據準確性帶來直接性的影響，為此要防止土工試驗數據異常情況出現，還要保證試驗人員操作規范性，具體措施包括：（1）制定嚴格工作制度。在開展土工試驗工作之前，要對土工試驗工作內容、方法流程、具體要求等進行全面梳理，然后制定科學的工作制度和實施細則，讓試驗人員嚴格按照規章制度要求進行操作，這樣既能夠防止數據異常情況發生，又能夠提高實際工作效率。（2）加強試驗過程監管。在開展含水率、密度等土工試驗工作時，要防止試驗人員出現操作不規范的情況，則有必要對土工試驗過程實施嚴格的監督和管理，科學指導和監督試驗人員嚴格遵照工作流程進行作業，及時發現土工試驗過程存在的問題，并在第一時間進行優化解決。（3）落實試驗結果檢驗。在完成土工試驗工作以后，也要及時對試驗結果數據是否真實、準確和可靠進行檢查，可以采用多幾次試驗測量分析的方式，以及時發現試驗數據出現的異常情況，并在取試驗均值中確保結果準確性。

4 結語

土工試驗工作開展，其所得試驗數據結果極容易受到取樣、運輸、操作等環節的影響，進而出現試驗數據異常的情況，極大降低了巖土工程勘察質量。要妥善解決這一問題，就要從科學合理取樣入手，依次做好樣本運輸管理、方法合理選擇、試驗規范操作等工作，以推動土工試驗活動更加順利的展開，最終試驗數據結果準確性也能得到有力保障。