如何提高室内土工试验的准确性

如何提高室内土工试验的准确性
室内土工试验是岩土工程勘察工作中的重要组成部分，如何提高室内土工试验的准确性，对于建筑工程设计及施工具有重要的意义。

本文针对平时土工实验过程中常存在的一些问题进行分析，就如何提高实验的准确度，为工程设计及施工提供可靠的依据，提出建议，以供参考。

标签：室内土工试验准确性措施
土工试验主要包括：室内土工试验、原位测试、原体检测三方面的内容。

室内土工试验作为岩土工程勘察工作的重要内容, 其目的主要是使土工试验人员使用标准的仪器遵照标准的试验操作方法,通过对地基土进行多方面的测试，从而得出可靠的物理、力学性指标参数，为建筑施工及选材提供科学的依据。

1 室内土工试验存在的问题
室内土工试验在实际操作过程中由于土样本身的复杂特性，再加上取样、运输过程中存在一定的人为干扰，室内测试环境、仪器设备等因素的影响，检验的结果往往与真实存在的结果存在一定的差异，试验结果的准确度受到影响，给后期的施工带来各种各样的问题，直接影响工程质量和使用安全。

首先，土样选取的问题。

由于在试验中，首先要确定的是施工现场所用土样的最大干密度和最佳含水率，但施工单位在送样时，由于取样人员不专业，土样随意抽取，不具代表性，有时所送检的试样完全与现场所用试样不符。

这就使得在实验室中所做的土工试验数据的准确性大大降低。

其次，对于取好的土样由于在运输过程中，没有严格按照规范来，致使土样受到震动、日晒及风吹，造成土样干燥开裂，含水率变小，从而无法反映土的真实性。

再次，土工试验的主要依据是国家标准GB/T 50123-1999《土工试验方法标准》，作为土工实验人员，在试验过程当中如果不按相关规定进行操作，置国家标准或规程于不顾，再加上试验人员的技能水平参差不齐，那么试验成果的准确性就无从谈起。

2 准确分析室内土工试验综合数据的必要性
由于土是大自然历史的产物，通过地壳表层的岩石风化慢慢累积起来的，与其他材料相比，它既不是连续的固体，也不是由单一材料构成的。

土有多种多样，其颗粒的大小和矿物成分的分布也存在很大的差异，而且土粒会与其周围的水分发生复杂的物理化学作用，其特性是复杂的，而土的物理性质又在一定程度与它的力学性质有很大关系。

所以我们在室内对土样本进行各种方面的检测时，如果考虑不到位，或者方法不恰当都会对最终的试验结果的准确性造成一定的影响。

那么，如何确定试验结果的准确性，以及对土的物理性质与化学性质之间的联系进行综合分析，对于从事土工实验的人员来说，在具体实践当中具有很大的指导意义。

3 土工试验问题的处理
3.1 土样的选取。

土工试验中首先要把好土样的选取这一关，在施工现场取击实土样时应由专业人员抽取，按照规范要求进行取样，抽取具有代表性的土样，以确保击实数据的准确性。

在抽取了具有代表性土样的同时，我们应在试验室对土样进行分析，划分土样的含石率，根据不同的含石率分别做几组击实试验，得出相应的最大干密度和最佳含水率，以备在施工现场遇到不同含石率的试样时能更精确的做出现场的压实系数。

除此之外，取土器的结构和取土方法等因素都会影响取样质量。

3.2 土样的保管与运输。

在施工现场获取的土样因为诸多因素不能立即送到试验室做试验的，保存就显得极为重要。

除了保存的温度与湿度要适当外，还要注意土样避免受到风吹、日晒、寒冻等因素的影响。

另外在土样运送过程中要尽量轻拿轻放，避免由于震动引起土样开裂，保证土的真实性。

另外，在对土样准备进行试验之前，首先应该确保仪器设备的质量。

试验所用的计量器具要严格按照国家计量基准的规范进行校准，从而减少实验误差，为试验的准确性提供基本的保证。

同时，土工仪器设备的日常维护及保养应安排专人负责确保仪器设备始终处于正常状态。

3.3 土的物理性质方面的分析。

在试验中，比重、密度、含水率是土的最基本的三个物性特征。

通过对这三个相性的检测，可以换算出土的干密度、孔隙比、孔隙度、饱和度等指标。

在这三个基本指标中，比重是一个相对稳定的值，它决定于土的矿物成分，一般砂土为2.6~2.69，粉土2.70~2.71，粉质粘土为2.72~2.73，粘土为2.74~2.76，同一地区同一类型的比重基本相同。

值得注意的是当土中含有有机质时，土的比重可降到2.4以下，此时应改用中性液体测定，如煤油、汽油甲苯和二甲苯，并采用抽气法排气。

含水量是最不稳定的，不同的土有不同的含水量，而且由于各种因素，如土层的不均匀，取样不标准，取土器和筒壁的挤压，土样在运输和存放期间保护不当等等，都会影响成果的准确度。

对于这些影响因素，有些是因为土的特性而客观存在的，也有些是由于人为因素造成的，这就要求我们试验人员要根据具体的实际情况，找出原因，从而克服不利因素，达到试验结果准确无误。

3.4 土的力学实验分析。

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如粘聚力、内摩擦角、压缩模量和渗透系数等等，用于计算土体强度、变形、渗透及稳定性，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。

首先，在土的固结试验过程中，要严格按国标进行操作，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，测出的含水量较低，液性指数<0.25为硬塑土，而测出的压缩系数却偏大，压缩模量偏小。

这说明试验操作中有错误或误差，要及时查找原因，包括读数记录及仪器设备方面等原因。

其次，检测土的抗剪强度试验方法主要有直接剪切试验、三轴压缩试验和无侧限抗压试验。

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，所取试样的性质相差太大所致，故开样时尽量取同一种性质的土进行试验。

另外，应减少土样在采取、运输、保管及安装仪器等各环节中的扰动。

3.5 对土的各项指标进行综合分析。

由于土的复杂性，决定了其测试的各项指标间是相互联系的，为了取得试验结果的准确性，我们有必要将各项指标联系起来进行综合分析。

一般情况下，同一种土的含水率高则密度较低、孔隙比较高。

如开土时鉴别土处在硬塑状态，而试验结果土却处在流塑状态，这种情况说明含水率测定可能有问题，或者液限、塑限试验存在误差。

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就越大，而抗剪强度则越小。

土的固结特性和抗剪强度有着一定的关系，一般情况下，土的压缩性越高，压缩模量越低，则它的快剪强度越小。

利用这种关系，我们可以直观判断固结试验结果和抗剪强度试验结果是否准确。

4 结语
随着市场经济的发展，在整个建筑工程中，除建筑物本体（如建筑材料的质量、施工工艺等）以外土工试验检测是影响工程质量的重要因素，所以，检测人员一定要严格按照规程规范，根据规范科学的实验，正确评价和摸清土的工程性质，为建筑物地基的设计和施工提供准确可靠的依据和参数，为工程安全顺利进行提供保证。

从而促进土工试验的有序健康发展。

参考文献：
[1]GBJ145-90.土的分类标准.
[2]建设部综合勘察研究设计院.GB50021-2001，岩土工程勘察规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[3]《工程地质手册》编委会.工程地质手册[M].第四版.北京：中国建筑工业出版社，2007.。