土工试验中的几个问题

【摘要】土工试验的主要目的是为了获取土的物理性质指标和力学性能指标，其数据准确性对岩土工程勘察、地基基础施工质量以及结构安全非常重要。本文首先对常规土工试验中的几个问题进行分析，探讨了不同因素对试验结果的影响，针对存在的问题提出一些看法和建议，提高试验结果的准确度，为工程设计及施工提供可靠的依据。

【关键词】土工试验；土粒比重；密度；含水率；界限含水率；影响因素

一、引言

在工程设计之前，需要对工程现场的地质情况进行勘察，土工试验是一项重要内容。土工试验结果的准确性对工程勘察结果产生重要影响。在大多数情况下，由于取样、运输、保管过程中的扰动，或受仪器设备、操作方法、人员、试验方法的影响，使得土工试验结果往往出现部分失真，在一定程度上影响勘察成果的真实性与准确性。这将导致后续的设计和施工也会产生一定的偏差，最终影响工程的质量。所以，本文就土工试验中经常出现的几个问题进行剖析，以便勘察单位在过程质量控制中采取相应措施，为设计部门提交真实、准确的勘察成果。

二、土工试验中的问题

（一）取样、运输、制样

目前，岩土工程勘察市场竞争激烈，勘察费用较低，勘察单位的人员、设备更新和技术改造投入较少，导致采取的原状岩土样质量较差，土体结构受到严重的扰动和破坏。

样品采集后没有用蜡封堵，夏天亦无防晒措施，水分蒸发；冬天没有防冻措施，样品受冻；运输过程中没有减震、防碰撞措施，工作人员送样和收样过程中，没有做到轻拿轻放，使得土样受到轻微扰动。这样就会造成土体结构破坏和含水量变化，严重影响到土体的原状性能。

因此，在取样及运输过程中，要特别注意样品的密封，防止水分散失造成误差；要避免摔、碰、摇晃、挤压样品，而使试验结果失真。

（二）比重试验

土的比重是由土本身的矿质成分决定的，是一个比较稳定的值，一般数值为2.60～2.80。一般的，有机质土为2.40～2.50，泥炭为1.50～1.80。但是，如果土中的有机质含量超过5%时，土的比重会下降到2.40以下，应对土样进行试验。由于同一地区同一类型的土的比重基本接近，土的比重变化幅度很小，而且土的比重试验操作繁琐，现在许多单位都是根据本地经验，直接采用比重的经验值。即使土粒比重试验相对复杂且费时，也不能在一个地区根本就没有进行过土粒比重试验，盲目套用其它地区的经验，而应该收集整理这方面的数据，建立适用于本地区各类土的比重值。

（三）密度试验

密度试验操作较简单，但是，在开土进行切样时，使用的刮土刀的刀刃有可能因为磨损而出现凸凹，这样所测得的密度就会出现误差。因此，在进行切样时对刮土刀要进行及时更换，从而确保试样的准确度。

环刀的使用方式还得注意，要保证环刀两侧有完好的平整度；环刀内壁需涂一薄层凡士林，减少环刀与土样间的摩擦，避免土样压密扰动刀；刀刃始终垂直向下，避免用力挤压样品，造成样品扰动和试验结果偏大；速度不可过快，也不可用硬物敲击，否则易造成环刀压偏或土样出现裂缝；遇到钙质结核或小石块阻挡环刀时，应取出钙质结核和小石块并用土填满；遇到天然孔洞不应填土，要保持试样的原始状态。

（四）含水率试验

含水量是最不稳定的，而且由于各种因素，如土层的不均匀、取样扰动或进水、取土器和筒壁的挤压、原状样密封不严、土样在运输和存放期间保护不当而失水等，都会引起含水率的变化。

室内试验时，操作不当也会造成含水率变化。因此，我们应应当注意：①土样的上、中、下不同部位的含水量差别较大，尤其是粉质含量高的土。取样点的位置不同，含水率就会不同。因此，可从上、中、下不同部位同时取等量样品加以混合，作为含水量试验的样品；②铝盒长期使用，可能有腐蚀、磨损，其质量会发生变化，应定期标定以降低误差；③试样装入铝盒后，应及时加盖防止水分蒸发，烘干时应打开盒盖以利于水分蒸发。

另外，还有一个问题需要探讨：标准要求烘干至“恒重”，这个概念比较模糊，没有确切数值，难以把握。不同行业，对“恒重”的定义不同，如中国药典规定为0.3mg。为了解决这个问题，经过长时间的摸索和试验积累，很多人认为“试样烘干前后两次称量差值小于0.01g即为恒重”。

（五）界限含水率试验

液、塑限联合测定法：当土中含原生的铁、锰质结核时而往往会被忽视，直接将土中的铁、锰质结核压碎混入土中，造成土的液、塑限含水量偏小。低含水量的试验样易在盛土杯中产生土体密实度差异现象，高含水量试验样易出现盛土杯土体空洞现象，我们在操作时应当注意。在对杯口土面平整时，不能用调土刀过分抹平，尤其对易失水的粉土更容易造成杯表面含水量降低，产生试验误差。

三、试验成果分析中应注意的问题

对于土工试验成果，应在各项试验成果之间进行校核。因为土的各项指标之间是相互关联的，至少是有定性关系的。如土的颗粒组成与液、塑、缩限；液限与渗透系数；渗透系数与固结系数；颗粒组成、密度与强度、压缩性之间的关系等。因此，可以将各项指标进行综合分析、互为验证，对其准确性进行判别。一般情况，同一种土的含水率高则密度较低、孔隙比较高。土的物理性质基本上能够决定土的力学性质。土的液性指数越大，其压缩性也越大，而土的压缩性越高，压缩模量越低，则快剪强度越小。通过各项指标间关系的统一分析，可以检验试验成果的准确性。但有时候，异常情况恰好是土的特殊性质，因此对于异常性质的土，我们要进行深入了解。通过这些校核，可以帮助我们进一步认识试验所得到的数据的可靠性和适用性，以解决土工试验数据的多变性、复杂性和不确定性问题。

此外，开土描述在验证取土质量、复核测试成果中具有重要的作用，应该给予重视。如果开土记录为硬塑状态，而结果却是流塑状态，则说明有可能样品混错、含水量测定有问题、或液限、塑限试验存在误差，这就提示我们需要对这个试验进行复核。根据复核结果，肥西问题出在哪里，从而避免以后再出现同样的问题。

四、结束语

无论工程大小，尽量避免土工试验结果失真是十分重要的。因为土工试验是进行土类定名和划分土层重要依据，及为岩土工程勘察提供有效测试结果的手段之一；同时它为施工和工程设计提供了有效测试结果，甚至直接影响了工程质量、使用安全和工程质量。但是由于土体十分复杂，在试验过程中仍会无法避免的出现一些不可忽视的问题。土工试验，差之毫厘谬以千里，所以我们要严格遵循试验标准，以严谨的态度，科学的方法，负责任的进行试验，为工程勘察提供一个精准、可靠的土工试验结果。

参考文献：

[1]GB 50021-2001，岩土工程勘察规范[S].中国建筑工业出版社，2009.

[2]GB/T 50123-1999，土工试验方法标准[S].中国计划出版社，1999.

[3]陈曦.影响室内土工试验工作质量与解决措施[J].中国科技纵横，2010（15）：32-34.

[4]阎亮，张彬.浅析室内土工试验中较易忽视的问题[J].广东土木与建筑，2008，（02）.

[5]张敏妮.浅析土工试验中常见的问题及解决方法[J].技术与市场，2011（02）：22-24.

[6]谢泛舟.室内土工试验常见问题与试验数据准确性的探讨[J].四川建材，2010（04）：29-31.