简析土工试验过程中的主要影响因素 张钊

简析土工试验过程中的主要影响因素张钊

发表时间：2018-01-02T19:32:48.447Z 来源：《基层建设》2017年第28期作者：张钊

[导读] 摘要：近年来，伴随我国城市化进程的加速，各类工程建设项目逐渐增多，建设工程项目的质量也受到广泛关注。

天津铁三院实业有限公司勘测分院实验室天津 300251

摘要：近年来，伴随我国城市化进程的加速，各类工程建设项目逐渐增多，建设工程项目的质量也受到广泛关注。为了保证建设工程事业能够安全稳定的进行，对岩土性质的检测是一道重要的程序。科技的发展使得人们对岩土工程的测试拥有了更多的技术和方法，但由于受到多方面因素的影响，土工试验的复杂性导致这些技术检测中还存着一些问题。文章通过对土工试验中存在问题的讨论，提出有效的避免措施。

关键词：土工试验；液限；塑限；抗剪强度

1 土工试验过程中的主要影响因素

1.1含水率试验中的影响因素

对含水率试验结果可能产生影响的因素有：1）钻探取土时冲洗液的渗入或土样存储和运输时水分的损失。2）试验时取样的代表性不够或取样太少，尤其对砂土。3）湿土称量前水分的蒸发或干土称量前水分的吸收；干土称量前必须放入干燥器中进行冷却，一方面可以避免热的干土吸水，另一方面可以避免热气流的上升对称量结果的影响；试验表明：将热的干土从烤箱中取出后直接进行称量，每隔一分钟获取一次试验结果，得到的含水率值在前几分钟内迅速减小，然后逐渐趋于平缓，半个小时后含水率值较之前减小约2%。当然该结论与土的类别、试样质量和环境条件有关。4）对于水分中溶解盐分较高的土，如海上土，溶解盐量高达几十至上百克/千克土，这一部分盐的质量理应算入水分，然而在烘烤后该盐分变为固体被算入干土质量，导致得到的含水率值偏低。

1.2密度试验中的影响因素

环刀法是测量试样密度的基本方法：将体积已知的环刀平稳地压入土样，其质量与体积的比值即为土样的密度。对密度试验结果可能产生影响的因素有：1）钻探取土时或土样推出取样管时的挤压会导致密度值偏高；取土导致的原位应力释放的膨胀会使这一试验过程后的密度值较之前降低。2）试验时取样的代表性不够。3）环刀下压时不垂直，使得试样与天然土的结构不符。4）环刀刃口出现卷曲，或压入时出现晃动均会导致密度偏低。

1.3颗粒分析试验中的影响因素

1.3.1筛析法

筛析法又分为干法和湿法，干法只适应于含泥量很少的纯砂。对筛析法结果可能产生影响的因素有：1）干法和湿法的结果差异较大。试验表明：对于同一试样，即使干法的捣碎和分散做到很仔细，所得到的含泥量为5%~10%，而湿法得到含泥量可达10%~25%。2）取样数量的影响：对不同颗粒尺寸的土需取一定范围内的试样质量，过少没有代表性，过多又难以通过筛网。该规定应同时考虑筛盘的大小，大筛盘取样较多，小筛盘取样较少。3）振筛时间应为10~15min。4）干法的捣碎工具和湿法的过水筛工具也会影响试验结果。

1.3.2密度计法

对密度计法结果可能产生影响的因素有：1）过0.075mm水筛时产生的误差。一方面，由于限制用水量不超过1L，细颗粒不可能全部洗入量筒；另一方面，用刷子刷筛网上的试样时可能会带入少量粗颗粒。2）当试样中盐分含量较高时，正价离子会和黏粒吸附在一起，导致不能分散。此时应进行洗盐，但由于洗盐操作复杂，很多试验室有意忽视了该步骤。笔者在对比试验中发现：如果盐分高而未进行洗盐，那么加分散剂的量、洗入量筒至开始试验时间的长短均会较大地影响试验结果。3）试验用水含较多矿物质时也会同理影响试验结果。

1.4界限含水率试验中的影响因素

1.4.1液限

液限一般采用锥式法，注意不同的标准/规范的锥重和贯入深度有所不同。例如：国标采用76g锥10mm、76g锥17mm；公路标准采用76g锥17mm、100g锥20mm；港工标准采用76g锥10mm等等。对锥式法结果可能产生影响的因素有：1）制样是关键。需加纯水充分调匀后浸润过夜。可采用天然含水量、风干、液限状态下的试样，不允许采用烘干试样，尤其是对粘土和淤泥性土。据经验，对粘土和淤泥性土烘干后进行试验，得到的液限将大大偏低，往往导致黏土被错误的定性为粉质黏土。2）当采用单点法时，由于准确得到10mm、

17mm、20mm的贯入深度有一定的难度，需要试验人员有良好的手感和丰富的经验。有些试验人员缺乏责任心，或工作量大而不能严格要求，这也是导致误差的一个重要原因。

1.4.2塑限

塑限一般采用联合测定法，或搓条法。其中联合测定法一般选择2mm贯入深度对应的含水量为塑限，但这种规定忽视了不同土类的差别。对粉性土，贯入深度2mm时的试样往往过于干燥而分散，根本无法塑形。公路标准根据不同液限来得到不同土类对应的塑限贯入深度，这种做法值得肯定。对搓条法结果可能产生影响的因素有：1）制样是关键。同锥式法测液限的要求。在进行滚搓之前试样的含水率应控制在略大于塑限。2）试验人员的手感和经验更为重要，不同人员得到的结果会有一定的差异，对低液限土尤是如此。

2 土工试验质量控制方法

2.1样品制备注意事项

在对样品进行制备的时候，需要注意以下两个方面：一方面是需要保证样品制备的代表性。在对土质进行选取的时候，需要对土样的上、下部进行明确，通常情况下，筒装土样一般都是直立放置，土中水分会因地心引力的作用自上往下渗透，因此，在进行物理性试验，比如天然密度、渗透试验等时，需要使其代表性凸显出来，因此，所选土样需要同时包含有上、中、下部分的土样，切记不可选择局部土样。另一方面是需要注意取样的均匀性。在进行取样时，需要按照一定的顺序进行，通常采取从上往下的顺序，这样做是因为不同深度土的颜色、性质、状态各不相同，例如某层为黏土，另一层又夹有砾石，这时不能为了取样方便而跳过含有砾石部分或将含有砾石部分的土层样品去除，这样做会使原状土的性质发生改变，对此需要对其均匀性引起重视。

2.2定期对土工试验设备进行检定与更换，并购置新型设备

当前，在进行岩土勘察土工试验的时候，存在设备老化的问题，因此，为了保证设备能够正常运转，必须要对其进行定期检修及维