浅析土工试验中土的物理试验及力学试验问题

的结果存在这样那样的问题。导致测试结果失真，在一定程度上影响工程设计的准确性。．
比如：我们在土工实验中，同一个工地都有可能出现不同性质的土，即该工地在出现红粘土的同时它还
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贵州省岩石力学与工程学会２００９年度学术交流论文集 有可能出现粉质粘土，有的甚至还可能出现有机土。 因此，在进行某一项工程的土工试验之前不要急于试验，而应：
四、土的物理试验及力学试验问题：
４．源自文库土的物理试验问题
土的物理试验中比重、密度、含水量是土工实验的三个最基本的实测指标，用它们可以换算土的干密度、
孔隙比、孔隙度、饱和度等指标。它们的变化，不仅影响其它指标的变化，而且将使土的一系列力学性质随之
而异。因此，准确测定这三项指标，有着重要的意义。 ４．１．１土的比重的测量问题： 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２．６０～２．６９，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。但是当土中含有有机质、可溶 盐、亲水胶体时，土的比重可降到２．６０以下，此时就不能用蒸馏水通过煮沸的方法来进行比重实验，而应改
（二）有一些土用眼睛观察含有较多砂粒，按照规范规定这样的土要过０．５ｍｍ的筛孔，才能进行试验。
而实际操作中，一旦过０．５ｍｍ筛后做试验，测出的土塑性指数可能偏大，致使土的定性不能反映土的实际情 况。为此，对于这种土最好能采用筛分法确定砂粒含量，如果砂粒含量已达到确定该土为砂土的标准，那么
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贵州省岩石力学与工程学会２００９年度学术交流论文集 就不必再做液、塑限试验，反之则可进行相应的液、塑限试验来确定土的名称。 （三）对于塑性指数小于１０的土，新规程统称粉土。这种土存在是否会产生液化的问题，就需要根据工 程要求，进行相关的粘粒含量测定。． ４．１．５土的物性指标之间的有机联系问题：
土的固结试验是测定土体在不同压力作用下产生变形的过程。通过这一实验可向勘察单位提供土体在 某一压力范围内的压缩模量、压缩系数等力学参数。影响这一实验的因素有：
ｌ、土样在取样时是否扰动。 ２、土样在运输过程中是否扰动。 ３、在用环刀制样时是否对土体产生挤压。
４、在试验过程中，是否严格按国标进行操作等。 只有消除这些不利因素，在侧限条件下进行的实验才能较真实的反映地基的压缩性。一旦出现异常要 及时的解决。如土样在实验室制备过程中，观察到土质本身均匀，测出的含水量也较低，土质较硬，测得的液 性指数为小于０．２５的硬塑土，而测出的压缩系数却偏大，压缩模量偏小等矛盾时，要及时查找原因，这可能 是试验操作中读数记录有错误及仪器设备有问题。如果查不出原因，应通知野外技术人员进行补样等办法
强度情况判断。
五、结论： （一）土工试验过程中要使用国标、部标《土工试验》标准方法，使土工试验结果具有一致性和可比性。 （二）在接到勘察单位的委托后一定要按要求填好委托书，对土样进行鉴定，并给以必要的描述，分清楚
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贵州省岩石力学与工程学会２００９年度学术交流论文集 土的类型。
（三）对土工试验资料进行准确可靠的分析整理，并计算相应的标准差，变异系数或绝对误差与精度指 标，根据误差分析，对不合理的数据进行研究、分析原因，有条件时进行补充试验，以便对可疑数据进行取舍
图进行土质分类。 土的液限、塑限的测量问题：当前对土的液限、塑限的测定，一般采用液、塑限联合测定仪进行测量，然后 根据测得的三组数据在双对数坐标纸上通过作图完成。我们在实验过程中发现：
（一）在测定土的液限、塑限时如何选取标准样，土样的制备是采用一皿法还是采用三皿法、土样浸润的
时间等都会影响到液限、塑限测定准确程度。
［２］中华人民共和国国家标准ＧＢ／５０１２３—１９９９（（土工实验方法标准》．北京：中国计划出版社，１９９９。
［３］中华人民共和国国家标准ＧＢ
２ｆ）０２．
５０００７卅００２《建筑地基基础设计规范》．北京：中国建筑工业出版社，
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的数据。 ４．２土的力学试验问题：
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内聚力、内摩擦角、压缩模量和 压缩系数等，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。
４．２．１
土的固结试验问题：
进行解决。 ４．２．２土的抗剪强度验问题：
土的强度是由抗剪强度决定的。土的抗剪强度试验是测定土体在外力作用下抵抗剪切破坏的极限能 力。土的抗剪强度是土的重要力学性质之一，内聚力和内摩擦角是土的抗剪强度指标。土的抗剪强度直接
决定着地基承载力、土坡的稳定和挡土结构的土压力等。
因此抗剪强度试验在土工实验中有其极为重要的作用。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。一般室内抗剪试验的方法采用的是“直接剪切试验”，影响这一实验结果的因 素与固结实验相同。如实验过程中出现内聚力ｃ为负值时，可能的原因在于取标准样时，土体的均匀性相 差太大所致，故开样时尽量取均匀程度接近的土进行抗剪强度试验。 ４．２．３土的固结试验成果和抗剪强度之间有机联系问题： 土的固结试验成果和抗剪强度之间也有着一定的关系。一般情况下，对于非拢动土，土的压缩性越低， 压缩模量越高，而它的快剪强度则越大。利用这种关系可以直接判断压缩结果和抗剪结果是否矛盾，如有， 要及时的有针对性的查找原因，并予以解决。但这种关系在进行固结快剪就可能就不成立，需按实际测出的
（一）首先对土样认真的鉴定确定土的类型，并进行必要的描述； （二）应制订好试验方案，决定哪一些土是主要研究对象； （三）需要测定哪些性质指标，采用哪几种试验才能测得这些指标； （四）选择哪种试验方法、至少应进行多少组的试验最能反映实际情况等。 在必要时甚至可向岩土工程勘察设计单位推荐《试验规程》中尚未规定的，但更适合该工程的新试验项 目，其目的是使试验成果既达到要求的精度，又能反映工程的实际情况。总之，试验计划制订得切合实际，不 但能大大提高试验成果的质量，而且可省掉许多不必要的试验工作量。
用中性液体测定，如煤油、汽油等，并采用抽气法排气。
４．１．２土的含水量的测量问题： 水是较易蒸发的液体，因而土中的含水量是最不稳定的。土中的含水量主要受以下因素的影响：
（一）土的种类。如，红粘土的含水量往往就比粉质粘土的含水量高。 （二）土层的均匀程度。如，不含碎石颗粒的土就比含有碎石颗粒的土含水量高。
贵州省岩石力学与工程学会２００９年度学术交流论文集
浅析土工试验中土的物理试验及力学试验问题
谭谦邓林李应涛顾和孝 （贵州省地矿局第二工程勘察院实验测试中心，贵州遵义５６３０００）
摘要：土工试验是岩土土工程勘察的重要组成部份，是岩土工程勘察的主要手段之一，它为岩土工程 勘察设计工作提供有效的物理和力学测试结果，能更好地为岩土工程勘察设计服务。因而测试结果的准确 程度与否，将直接影响着岩土工程勘察设计的工程质量、建设成本和使用安全，是关系到国计民生的大事。 我们在实施土工实验时，必需考虑到由于土体自身存在的复杂性，对试验中经常出现的一些异常现象， 需要本着实事求是的态度，将土的物理和力学性质紧密结合起来，对可疑数据进行综合分析，查找原因，采取 补救措施，提交合理准确的土工试验报告。 本文就土工实验中涉及的土的物理试验及力学试验问题进行了剖析，并提出了相应的对策。 关健词：土工实验；土的物理试验；土的力学试验
一、引言
随着城市进程的发展，大型土体工程在我省大量出现，高层建筑、深基坑、地质灾害、边坡设计勘察等都 为土工试验提出了更高的要求。但是土工试验项目多、试验手段复杂，且受到土体本身的不均匀、取样过程、 运输过程不规范和扰动的影响，使得土工试验数据出现异常，导致测试结果失真。这就要求土工试验人员在
接受土工试验任务时对土样进行认真的鉴定，严格按照《试验标准方法》操作，对测试过程中出现的问题要
土的物理指标间是相互关联的，因此，当测出这些指标以后，可将其放到一起，进行综合的分析，对其准 确性进行判别。比如，在有些成果中，会出现饱和度超过１００％的现象，这就说明，在某些试验数据中，存在 误差或者错误，需要根据实际情况进行调整，必要时要重做试验。再如本来在开土的时候描述土是处在坚硬 状态，而测试结果却是土处在流塑状态，液性指数大于ｌ，这种情况，就要对含水量、液限、塑限的测定结果进 行复核。通过一系列对物性指标间关系的统一分析，可使试验成果的精度进一步提高，为工程建设提供准确
或改正。
（四）土工试验仪器应符合国家标准《土工仪器的基本参数及通用技术条件》ＧＢ／Ｔ１５４０６规定，土工试验 所用仪器设备应定期检定和校验，保证土工试验仪器出据的试验数据正确有效。
参考文献
［１］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．
认真综合分析，查找原因，采取补救措施，为岩土工程勘察提交合理准确的土工试验报告。
二、土工试验步骤
（一）工程勘察设计单位根据工程规模和特征及工程的重要等级设计和勘察，同时委托实验单位完成土 工试验任务。 （二）钻探取样人员则按照勘察规范的一般要求进行勘探和取样，然后把了解到的情况写成报告连同土 样送交试验室。 （三）实验室在接受委托后填写委托书并根据工程须要确定测试项目，安排试验人员按照《试验规程》来 完成试验任务。
（三）取土方法的选择。采用取土器来取的土的含水量就比直接用钻孔取的土的含水量低。 （四）土样的密封程度、存放的方法、送样是否及时等都会直接影响到土的含水量。
以上诸因素将导至测量成果失真。为使测量结果尽量反映实际情况，试验人员应向现场编录的地质技 术人员了解情况并结合实际情况，克服不利因素，准确测出这一指标。
４．Ｉ．３土的密度的测量问题：
土的密度指标相对来讲不像含水量那样不稳定，对于某一个土样来说，它的值比较稳定和易于准确测 定。但也需注意的是，它也是一个变化值，不同的土样密度值不同。只要注意在开土过程中，减少人为因素，
这项指标试验的准确度还是可以得到保证的。 ４．１．４土的液限与塑限 液限、塑限分别是细粒土处于可塑状态的上限和下限含水量。对于工程来说，土的液限、塑限有着比较 重要的实用意义，用它可计算塑性指数和液性指数，评价细粒土地基的容许承载力，并可按塑性指数或塑性
三、土工实验中易出现的问题及对策
由于试验人员未参预勘探野外鉴别工作，而试验计划也不是三方共同制订，这样就会出现了以下一些问 题： （一）虽然勘探人员对土层的变化了解的多，但由于钻探施工人员素质参差下齐，在取样保存、运输过程 中的扰动。 （二）在试验过程中，设计人员不是经常到试验室去了解试验方法是否与所采用的设计计算方法相协调 或试验细节是否需要调整，他们主要从勘探报告中了解地层情况，从试验报告中选择土性指标作为设计依据 建立在这样基础上的设计，难免出差错。 （三）岩土自身的不均匀性、试验仪器和操作方法的差异及试验人员的素质不同，使得土工试验中测斌