巖土工程評職論文勘察室內(nèi)土工試驗探討

　　摘要：巖土工程勘察室內(nèi)土工試驗作為一門土的實驗技術(shù)在巖土工程理論研究和實踐中的作用和地位是不容忽視的。土工試驗可提供土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，供設(shè)計計算時使用，各種土力學(xué)理論的創(chuàng)立和發(fā)展都基于土工試驗的成果，在解決各類巖土工程實際問題中，準(zhǔn)確的測定土性參數(shù)可以從根本上保證巖土工程設(shè)計的精確性、代表性和經(jīng)濟(jì)合理性的關(guān)鍵。土工試驗的質(zhì)量對工程總體的質(zhì)量有著直接的重大的影響。然而由于各種因素的影響，室內(nèi)土工試驗出現(xiàn)諸多問題亟需解決。本文首先就土工試驗數(shù)據(jù)分析了目前土工試驗中存在的問題，然后重點探討了土工試驗中應(yīng)注意的問題，最后提出了改進(jìn)的措施。

　　關(guān)鍵詞：巖土工程勘察,土工試驗,數(shù)據(jù),取樣,儀器設(shè)備

　　一、土工試驗數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的原因

　　(一)取樣存在的問題

　　室內(nèi)土工試驗的土樣由野外鉆探取樣獲得，影響取樣質(zhì)量的因素主要有三個：鉆孔的垂直度、鉆孔對土樣的擾動、取土?xí)r鉆孔孔底的清潔度和取樣器在切入巖土層的速度。鉆孔傾斜取土樣時會使土樣偏心受壓，樣品在刃口側(cè)向受壓的影響下取出，所測得的數(shù)據(jù)用來計算便會產(chǎn)生誤差;土樣被取出前會受到鉆具的提拉停頓而造成的緩沖作用和振動造成的擾動，使土樣因為自重作用產(chǎn)生脫節(jié)與脫水而產(chǎn)生誤差;取土?xí)r如果沒有鉆孔孔底不清潔，殘余土未被清除則會使土樣受到擠壓，此時如果仍作為原狀土樣來試驗，則會使測得的壓縮系數(shù)增

　　大，壓縮模量變小;取樣器切入土樣的速度過慢，則會使土樣與取土器兩者產(chǎn)生之間的摩擦力增大(由于土體側(cè)向膨脹導(dǎo)致)，進(jìn)而對原狀土樣產(chǎn)生較大擾動，數(shù)據(jù)失真。此外，在取樣過程中，勘查設(shè)備和取樣器具也會不同程度的影響到所取原狀土的質(zhì)量。

　　(二)土樣運送中的問題

　　土樣從野外取出到送至試驗室的過程受季節(jié)、天氣、路途、工作任務(wù)、突發(fā)事件等因素的限制，往往不能做到隨取隨做，所以土樣在運輸過程中難免會受到炎熱天氣中的微曬、寒冷天氣中的微凍、崎嶇顛簸路段的微震等影響，造成土樣開裂或者含水率降低，土的承載力增大等影響。此外，運送過程中也有一些主觀因素會影響到土樣的質(zhì)量，如工作人員包裝不注意，干樣和濕樣不采用單獨包裝等。

　　(三)室內(nèi)試驗

　　室內(nèi)試驗對最終結(jié)果的影響首先從客觀方面分析就是試驗儀器的影響，土工試驗儀器的精度雖然是固定的，但是必須要按年度進(jìn)行校核，一般的儀器在初次校核時都不會出現(xiàn)問題，但是經(jīng)過半年的時間到一年時間，個別儀器會產(chǎn)生微小的偏差，這些微小偏差直接影響到結(jié)果的準(zhǔn)確性。當(dāng)微差疊加變大時，對試驗結(jié)果的影響就變得不容忽視。

　　二、提高土工試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性應(yīng)注意的問題

　　(一)土的物理性質(zhì)試驗

　　1、取樣

　　室內(nèi)土工試驗的第一步都是土體的取樣，作為第一道工序的土樣取樣對試驗結(jié)果的影響是不容忽視的。特別對于軟土，試驗數(shù)據(jù)對土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響尤為明顯，因此取樣時應(yīng)相當(dāng)小心，盡量不對土體造成大的擾動，在測試時必須注意保持土的原始結(jié)構(gòu)和原有水分。環(huán)刀取土應(yīng)注意以下幾點:

　　(1)試樣與環(huán)刀內(nèi)壁之間不得留有間隙。試樣必須削至比環(huán)刀稍大的試塊，均勻用力垂直壓下，用力不均會導(dǎo)致傾斜而形成間隙，使天然密度偏小。

　　(2)若靠近環(huán)刀表面的試樣有大顆粒，則應(yīng)挑出后補(bǔ)上原狀土，由于含砂量高的細(xì)粒土中包含物較多，故必須平放在玻璃板上用小刀輕削，而不得將其提起用鋼鋸切削。

　　(3)對于容易產(chǎn)生觸變的土樣，尤其是高靈敏度土，不得對其表面反復(fù)多次刮削。而需用刃口平整的切土刀整平表面2～3 次，避免擾動土樣。

　　(4)高含水率的淤泥取樣相對比較大，過長會增大移動操作難度，過短又容易從環(huán)刀中滑落而造成較大的土體擾動，較好的切樣方法是將環(huán)刀置于稍低的土樣上，邊下壓邊小心地削去環(huán)刀周圍的土，達(dá)到需要的高度后再用鋼絲刀切取。

　　2、比重試驗

　　該試驗由于操作程序較復(fù)雜，且對數(shù)值要求很精確(每次稱量需精確到0.001g)。因而試驗過程中的任何疏忽都可能造成較大的試驗誤差。一般需注意使用前將比重瓶洗凈烘干，裝入土樣時不污染瓶口或瓶身，煮沸時不讓溶液濺出，每次稱重時不觸碰電子秤，以防震動導(dǎo)致讀數(shù)不精確。

　　3、密度試驗

　　該項試驗較簡單，一般在取樣后立刻進(jìn)行。需注意的是開土切樣時要用刮土刀，但刃口經(jīng)長期使用會磨損呈凹形，造成測得的密度偏大、孔隙比偏小、飽和度偏大等情況。與其本身物理性能指標(biāo)不符，這時應(yīng)及時更換新的刮土刀以確保試樣質(zhì)量。另外，必須注意在開樣前重新秤取環(huán)刀質(zhì)量，以保證結(jié)果精確。

　　4、含水率試驗

　　該試驗也相對較簡單，一般在開樣后就立即進(jìn)行，否則會因不同程度的風(fēng)化而使得試驗數(shù)據(jù)偏小。另外，由于土樣本身不均勻或采集時土體與管壁的摩擦作用，導(dǎo)致天然含水率發(fā)生一定變化，故依據(jù)試驗規(guī)程，應(yīng)取3 個以上的土樣進(jìn)行平行試驗，去除離散較大的的值后取平均值。若為連續(xù)試驗，則土樣盒在使用中可能未洗凈或會受到一定腐蝕，因此必須在取樣前重新稱取盒重。

　　(二)土的液限、塑限試驗中應(yīng)注意的問題

　　土的液限、塑限是細(xì)粒土處于可塑狀態(tài)的上限和下限含水量。土的液限、塑限對于工程有著比較重要的實用意義，用它們可計算塑性指數(shù)和液性指數(shù)，按照塑性指數(shù)進(jìn)行土質(zhì)分類。測定土的液限、塑限，選取標(biāo)準(zhǔn)樣，對于含較多砂粒的土樣先采用篩分法確定砂粒含量，如試樣判定為砂土，則不必做液限、塑限試驗，反之，則進(jìn)行試驗確定土名。一般采用搓條法和液塑限聯(lián)合測定儀法，在試驗中要注意減少人為誤差，尤其是搓條法，試驗人員對于試驗結(jié)果影響較大，要注意試驗人員的專業(yè)培訓(xùn)。

　　(三)土的顆粒分析試驗中應(yīng)注意的問題

　　土的顆粒分析對于測定土的粘粒含量從而判定土的液化性有重要作用。它主要采用密度計法測定，適用于粒徑小于0.075mm的試樣。取樣數(shù)量為30g，此試驗要注意控制懸液溫度，因為溫度的過高、過低都會給試驗結(jié)果造成誤差，室溫控制為10℃-30℃，將試樣溶液煮沸后，因溫度較高與室溫有明顯偏差，需冷卻至室溫并測量記錄，最后在計算中要使用此溫度值查出溫度校正值處理數(shù)據(jù)。對于含有0.075mm粒徑的土樣還要進(jìn)行篩分試驗，最后做出一個總的統(tǒng)計和計算。

　　(四)做好試驗資料的整理

　　為使試驗資料可靠和適用，應(yīng)進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)分析和整理。整理時對試驗資料中明顯不合理的數(shù)據(jù)，應(yīng)通過研究，分析原因(試樣是否具有代表性、試驗過程中是否出現(xiàn)異常情況等)或在有條件時，進(jìn)行一定的補(bǔ)充試驗后，可決定對可疑數(shù)據(jù)的取舍或改正。

　　三、促進(jìn)室內(nèi)土工試驗工作更好發(fā)展的幾點建議

　　(一)對試驗人員的素質(zhì)嚴(yán)要求，并加強(qiáng)培訓(xùn)

　　土工試驗室人員應(yīng)由受過正規(guī)的巖土工程專業(yè)教育，具有工程師或高級工程師的資質(zhì)的人員擔(dān)任。土工試驗室的操作人員應(yīng)由熟練的技術(shù)工人擔(dān)任，技術(shù)工人上崗前必須經(jīng)過嚴(yán)格的專業(yè)培訓(xùn)，考試合格取得相應(yīng)資質(zhì)后才能上崗作業(yè)。

　　人員培訓(xùn)主要是兩個方面的內(nèi)容：一是加強(qiáng)試驗人員的業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，定期組織學(xué)習(xí)最新頒布的試驗規(guī)程和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，或者是對既有規(guī)范的溫習(xí)和深入研究，牢牢把握重點和操作難點，或者是結(jié)合試驗實踐探討一些試驗操作上值得改進(jìn)的地方，總結(jié)經(jīng)驗，優(yōu)化試驗程序;

　　二是逐一對每一個試驗項目進(jìn)行操作培訓(xùn)，提高試驗人員的實際操作能力，同時糾正一些不規(guī)范操作，確保檢測工作質(zhì)量。

　　(二)加強(qiáng)土工試驗儀器設(shè)備的管理

　　1、儀器設(shè)備的采購

　　土工儀器設(shè)備的質(zhì)量是影響土工試驗質(zhì)量的重要因素。土工試驗室要根據(jù)自己所開展的試驗項目和工作量合理配備儀器設(shè)備。儀器選用應(yīng)從儀器的量程范圍、測定的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性來考慮，避免使用操作費事、費力、質(zhì)量又差的儀器設(shè)備。選擇儀器設(shè)備的供應(yīng)商應(yīng)具有國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門頒發(fā)的“制造計量器具許可證”，以保證質(zhì)量，儀器出廠應(yīng)有合格證。新購入的測量儀器在投入使用前應(yīng)由具有國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門授權(quán)準(zhǔn)予的計量檢定部門檢定合格方可投入使用。

　　2、儀器設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)

　　土工儀器設(shè)備的日常使用、維護(hù)、保養(yǎng)是十分重要的環(huán)節(jié)。大型精密儀器操作人員應(yīng)經(jīng)專門培訓(xùn)考核，持證上崗。所有儀器設(shè)備應(yīng)有專人負(fù)責(zé)保管，定期維護(hù)保養(yǎng)并又記錄，確保儀器設(shè)備始終處于正常狀態(tài)。用于測試含水率的鋁盒、測試密度的環(huán)刀的質(zhì)量應(yīng)盡可能保持一致。應(yīng)定期檢查環(huán)刀是否變形、環(huán)刀的刃口是否呈凹形、液塑限儀的圓錐是否磨損、透水石磨損情況等，檢查結(jié)果均應(yīng)記入臺帳。對不符合要求的應(yīng)停止使用，并進(jìn)行標(biāo)識。

　　結(jié)語

　　土工試驗是巖土工程勘察的重要工作內(nèi)容，對工程勘察報告和工程建設(shè)項目的安全性和經(jīng)濟(jì)性有著直接的影響，試驗中任何一個細(xì)小的問題可能都會影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確。因此實驗人員要認(rèn)真執(zhí)行國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，提高專業(yè)技術(shù)水平，加強(qiáng)設(shè)備管理和更新，推行試驗室認(rèn)證機(jī)制，才能有效地提高土工試驗質(zhì)量，保證土工試驗成果的真實性、可靠性，從而確保工程總體的質(zhì)量和安全性。

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