怎样提高土工试验数据的准确性

摘要从三个大方面分析易出现问题的试验项目，阐述了土工试验操作过程中的注意事项，以改进和完善测试手段，尽力消除一切外部因素和内部因素，提供准确、可信的土工试验数据和成果报告，更好的服务于岩土工程的勘察、设计。

关键词：土工试验 物理性质 力学性质 数据处理与分析

中图分类号：C33 文献标识码：A 文章编号：

常规土工试验测定的指标主要有物理性指标和力学指标。这些指标将为勘察报告提供各种指标的具体数据。但由于自然界土自身的不均匀性，钻探取土时取土器和筒壁的挤压，土样在运输和存放期间保护不当，以及试验仪器及试验人员等原因造成土工试验数据的偏差在一定程度上影响了岩土工程准确性的评价，因此提高土工试验数据的准确性对岩土工程勘察有着十分重要的意义。

1、土的物理性质分析：

土的物理性质指标中对力学指标有密切联系的指标主要包括含水率、密度、比重、界限含水率，这些指标测定时除应按有关规程规范操作外还应根据实际

在土工试验中影响含水率准确性的因素有很多，如土层的不均匀，试样数量过少，扰动土样拌合不匀，土样烘干的温度和时间等。因此，除了按规程、标准进行试验外还应根据试验目的和要求而定。若为了了解全土层综合而概略的含水率，可沿土层竖向切取土样，拌合均匀测定其含水率；如是配合压缩、抗剪强度、渗透试验，应在切取环刀的上下两面取土样，这样测得含水率的结果有助于了解土层的真实情况和对试验成果的分析。

在密度试验中对样品应轻拿轻放，避免扰动，土样按自然沉积方向放置，在环刀内侧涂凡士林，将环刀刃口向下垂直下压，均匀用力也不可用硬物敲击避免环刀晃动产生间隙或出现裂隙影响试验结果。当遇小石块外露时，应取出小石块，按土的沉积方向将其填满，遇天然孔洞时不应填土，应保持试样的原状态。对于环刀、削土刀等工具应定期检查，当发现刀刃出现变形、磨损时应及时更换。

比重是一个相对稳定的值，由于比重试验操作比较麻烦，现在许多单位都是参照本地经验值直接给出比重，要减少差异应多收集当地各类土的实测比重值。对于重大工程和特殊土应对土样进行实测，才能真实反映土的工程特性。

界限含水率目前常使用的测试方法有液、塑限联合测定法、锥式液限仪法、搓条法等。在制备土样时应尽可能以天然湿度进行试验，如土中含有大量的大于0.5mm的粗粒，则宜用风干土；拌和土样时如加水过多，应在空气中干燥，不应掺入干土去调整土样湿度。对于粘性土尤其是淤泥质土的试验土样须浸润过夜，才能试验，否则结果会偏大。采用搓条法时应保证土条内外湿度均匀，防止外干内湿，防止空心现象。对于粘性土锥体沉入后，能在短时间内稳定，对比试验的资料表明：对粘性土，5 s、15 s、30 s 的下沉读数保持基本不变；而对粉土，由于试样在锥体作用下发生排水，使锥体继续下沉，有时长达数分钟后才能稳定。若待锥体下沉持续很长时间再读数，因含水率及强度均有变化，求得的结果就难以代表试样的真实情况，因此，原则上当锥体由很快下沉转变为缓慢蠕动下沉时就读数，但这很难做到。对此资料表明：对于低液限土，下沉深度随时间增加。在高含水率时，5 s与15 s下沉深度最大差值可达2 mm；但低含水率时差值较小，一般在0.5 mm上下，由此引起的含水率差值并不太大,一般情况下不超过1%。个别情况略大于1%。

2、土的力学性质分析：

土的力学试验主要有固结试验和抗剪强度试验。其测定的力学性指标有压缩模量、粘聚力、内摩擦角等，用于计算土体强度、变形、稳定性，是地基基础设计、深基坑边坡支护等设计中很重要的参数值，直接影响设计的可靠、合理及工程的安全和造价。

在土的固结试验过程中，要严格按国家的规范、标准进行操作，消除各种不利因素。一旦出现问题要及时解决。如果在开土记录中写到土质均匀，试验测出的含水率较低，液性指数小于0.25为硬塑土，而测出的压缩系数却偏大，压缩模量偏小。这说明试验过程中有错误或误差，要及时查找原因，包括读数记录集仪器设备方面等原因。

土的抗剪强度试验方法主要有直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗剪试验。原状试样制备过程中，应先对土样进行描述，了解土样的均匀程度，含杂质等情况后才能保证物理性试验的试样和力学性试验所选用的试样一致，避免产生试验结果矛盾的现象，如室内抗剪试验测出C值有时出现异常情况，如C为负值，主要原因在于取标准样时土样不均匀。

3、数据处理与分析

室内土工试验的数据量和计算量都很大，随着计算机的发展，理正、华宁等土工试验软件的运用，数据处理的速度、准确性都得到了较大的提高。

数据处理的另一任务是对各项试验指标的综合分析，也就是说得出试验指标之后需要通过对其进行综合分析判断数据的准确性。土的基本物理性指标——含水率、密度、比重、液限、塑限与土的干密度、空隙比、空隙度、饱和度、液性指数、塑性指数等指标是相关联的，通过对计算出来的指标结果的合理性分析，可验证试验过程的正确性。

4、其他

此外，要提高土工试验数据的准确性还应做到：土工试验仪器设备的检测要及时，根据相关要求对土工试验仪器设备进行定期检验和维护，对于不合格仪器应及时维修或淘汰。提高土工试验人员素质，随着岩土工程的工作内容和技术要求的不断变化，土工试验人员的素质也要不断提高，实时参加土工试验的专业培训，提高技术水平，丰富经验，对于出现的问题能及时发现并解决。

结语

土工试验是岩土工程勘察工作的重要组成部分，它是进行土类定名和划分土层的重要依据，同时也可为工程设计和施工提供有效的测试结果。其准确程度与否直接影响着工程质量和使用安全。因此对试验本身应当高度重视，才能把各种质量隐患消除，保证试验成果的最终质量，为工程设计提供准确的数据。

参考文献：

1、《土工试验方法标准》GB/T50123-1999

2、《岩土工程勘察规范》GB50021-2001

3、《土工试验员培训资料》