對土工試驗中幾個常見問題的分析

對土工試驗中幾個常見問題的分析

摘要:分析了土工試驗中的幾個常見問題,總結(jié)了室內(nèi)土工試驗的經(jīng)驗教訓(xùn),并就試驗中出現(xiàn)的異�，F(xiàn)象或偏差進行了較深入地分析探討,提出了提高土工試驗工作質(zhì)量的方式、方法。關(guān)鍵詞:土工試驗試驗指標(biāo)問題分析1、土的物性試驗及試驗中存在的主要問題1.1土的比重、密度、含水量試驗

在土的物理試驗中,比重、含水量、密度是三個最基本物性指標(biāo),用它們可以換算土的干密度、孔隙比、孔隙度、飽和度等指標(biāo)。這三項指標(biāo)的正確與否,不僅影響其他指標(biāo)的變化,而且還影響土的一系列力學(xué)指標(biāo)。因此準(zhǔn)確測定這三項指標(biāo)有著重要的意義。在這三個基本指標(biāo)中土粒的比重是一個相對穩(wěn)定的值,它決定于土的礦物成分,它的數(shù)值一般是2.6~2.8,數(shù)值大小與所含礦物、粒度成分等有關(guān),若含有機質(zhì)較多時比重較小。由于同一地區(qū)同一類型土的比重比較接近,況且比重試驗的操作比較麻煩,現(xiàn)在許多單位都是根據(jù)本地經(jīng)驗,直接采用了比重的經(jīng)驗值,缺少實際依據(jù)。要減少差異,應(yīng)通過收集整理這方面數(shù)據(jù),建立適用于本地區(qū)各類土的比重值。當(dāng)然對于重大工程和特殊條件下的土工試驗,如土中含有機質(zhì)大于5%時,土的比重可降到2.4以下,應(yīng)對土樣進行實測,才能真實反映土的工程特性。

土的密度取決于土粒的重量、孔隙體積的大小和孔隙中水的重量,其綜合反映了土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征。該項試驗較簡單,一般在

取樣后立刻進行。需注意的是開土切樣時要用切土刀,將土樣取入環(huán)刀后,需用專門的刮土刀整平環(huán)刀兩端土樣。現(xiàn)在大多數(shù)實驗室人員直接用切土刀刮平,這是一種極其錯誤的操作方法。因為經(jīng)常開樣,切土刀刃口經(jīng)長期使用會磨損呈凹形,就會造成測得的密度偏大、孔隙比偏小、飽和度偏大等情況。因此對試驗人員從一開始就應(yīng)當(dāng)規(guī)范要求,如按規(guī)范操作與其本身物理性能指標(biāo)不符,這時應(yīng)及時查找原因,更換新的刮土刀或環(huán)刀以確保試樣質(zhì)量,正確求得土的密度。試驗中應(yīng)對照送樣單的野外定名,在合適的部位切取試件。

含水量是最不穩(wěn)定的,不同的土有不同的含水量,而且由于各種因素,如土層的不均勻,取土不標(biāo)準(zhǔn),野外取樣不規(guī)范,土樣在運輸及存放期間保護不當(dāng)?shù)?都會影響成果的準(zhǔn)確度。所以要求野外人員取樣、運輸、保管樣品規(guī)范化,試驗人員應(yīng)注意取樣的代表性及均勻性,及時裝盒加蓋避免水分的損失,準(zhǔn)確測出這一指標(biāo)。若為連續(xù)試驗,則土樣盒在使用中可能未洗凈或會受到一定腐蝕,因此必須在取樣前重新稱取盒重。依據(jù)試驗規(guī)程應(yīng)取兩個以上的土樣進行平行試驗,去除離散較大的值后取平均值。1.2土的液限與塑限試驗

做液塑限試驗時,有的使用錐式液限儀,有的使用液塑限聯(lián)合測定儀,這樣就難免因為手法不一致使得同一指標(biāo)因試驗人員不同,得出的結(jié)果也不盡相同。還有因調(diào)土不均勻、不透,或使用磨損嚴重的圓錐儀,得出偏大的液限值。這樣本來可以判定為可塑狀的土,結(jié)

果卻出現(xiàn)硬塑或堅硬,無形中增加了建筑的風(fēng)險。做塑限試驗時,搓條法現(xiàn)在還被普遍認同,但標(biāo)準(zhǔn)不易掌握,人為因素影響較大,對低塑性土更為明顯。有的單位,不直接測定,而利用液、塑限之間的相關(guān)公式計算出塑限值。如果這種間接計算塑限值是限定在有大量對比資料基礎(chǔ)上的話,其誤差還能事先估計,問題在于將這種計算盲目擴大,套用失控,使測試成果嚴重失真。因此要想測出最真實的數(shù)據(jù),必須提高試驗人員的素質(zhì),并且按照相應(yīng)的規(guī)范嚴格執(zhí)行。另外,粉土是粒徑大于0.075mm的顆粒,質(zhì)量不超過總質(zhì)量的50%,且塑性指數(shù)不大于10的土。在試驗中,由于顆分試驗較復(fù)雜,大多數(shù)實驗室仍存在僅按塑性指數(shù)不大于10來定名粉土的不全面、不準(zhǔn)確的做法。若需要測得粘粒含量還須要用密度計法或移液管法進行測定。

2、土的力學(xué)性試驗及試驗中存在的主要問題2.1固結(jié)試驗

固結(jié)試驗的目的是通過測量各級垂直荷載下土的變形來測定土的壓縮特性。除一些特殊工程要在現(xiàn)場做測試外,大多數(shù)試驗是在室內(nèi)進行的。目前,固結(jié)試驗存在的問題是:gb/t501231999土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)未將一小時快速法列入固結(jié)試驗標(biāo)準(zhǔn)。為縮短試驗歷時,現(xiàn)在大多數(shù)單位習(xí)慣做法是容許黏性土最大固結(jié)壓力小于400kpa時,可用一小時加荷一級的快速法,采用綜合固結(jié)度校正。然而,有些單位在最大固結(jié)壓力大于400kpa時,仍采用一小時加荷一級的快速法,未按慢速法或用次固結(jié)增量法校正快速法。

2.2直接剪切試驗

土的抗剪強度是指土體抵抗剪切破壞的極限能力,是土的重要力學(xué)性質(zhì)之一。在計算承載力,評價地基、基坑穩(wěn)定性以及計算擋土墻上土壓力時,都要用到土的抗剪強度指標(biāo),因此正確地測定土的抗剪強度在工程上具有重要意義�？辜魪姸鹊脑囼灧椒ㄓ卸喾N,在實驗室內(nèi)常用的有直接剪切試驗、三軸壓縮試驗和無側(cè)限抗壓強度試驗。就直接剪切試驗而言,雖然其受儀器結(jié)構(gòu)的限制,存在不少缺點,但由于直接剪切試驗指標(biāo)在生產(chǎn)實踐中已積累了大量經(jīng)驗,在一般工程中還是廣泛應(yīng)用。本文就直接剪切試驗提出以下幾點常見問題:

直接剪切試驗受力條件復(fù)雜(如發(fā)生剪切位移時法向加荷由最初軸心受壓變?yōu)槠�心受�?剪切破壞面人為限制),排水條件不易控制,按gb/t501231999土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)第18條規(guī)定快剪試驗一般適用于滲透系數(shù)小于10-6cm/s的細粒土。粉質(zhì)黏土滲透系數(shù)一般大于10cm-5cm/s,粉土滲透系數(shù)值更大,用直接剪切試驗已非常勉強,在室內(nèi)對粉土及粉質(zhì)黏土做直接剪切試驗時,發(fā)現(xiàn)四級荷載下很少存在峰值強度,絕大部分需剪切至位移6mm處,剪切強度指標(biāo)回歸性差(尤其最后一級荷載強度偏低,再現(xiàn)性差),剪切強度指標(biāo)僅能作為參考。另外,較軟弱的土即使?jié)B透系數(shù)滿足要求,當(dāng)二級荷載加上時會發(fā)生土樣擠入透水石與剪切盒之間縫隙的情況而無法剪切。雖然直接剪切試驗方便簡單,但其對粉土、粉質(zhì)黏土及較軟弱的土強度指標(biāo)可信度不足,因此對粉土、粉質(zhì)黏土及較軟弱的土用直接剪

切試驗時,應(yīng)注意要明確加荷條件,控制剪切速率,對土質(zhì)松軟的土樣,要分次輕輕施加垂直壓力,以防土樣擠出。在資料整理時應(yīng)按最小二乘法或作圖法求出c,,避免隨意連線或無依據(jù)地給出參數(shù)。3、其他一些共性問題

現(xiàn)在很多土工實驗室都存在一些共性問題,那就是人員素質(zhì)的不一,試驗儀器的老化,以及缺少對試驗工作的校對審核審定制度、對工作質(zhì)量的評定及驗收制度等等。4、提高土工試驗成果的措施

1)建立健全各項土工試驗規(guī)章制度,規(guī)范各項試驗的基本操作過程。對試驗儀器進行定期的保養(yǎng)及檢測,并且做到經(jīng)常性及定期檢查。對報廢不符合標(biāo)準(zhǔn)的儀器,應(yīng)及時更新,對影響試驗質(zhì)量的儀器應(yīng)及時整修。

2)經(jīng)常組織試驗人員學(xué)習(xí)國標(biāo)和有關(guān)規(guī)范規(guī)程,要求人員對所做出的試驗數(shù)據(jù)能有正確的判斷,對出現(xiàn)偏差及異常的數(shù)據(jù),能找出原因并且重新更正。有機會參加些技術(shù)交流和技術(shù)講座等活動,以提高試驗人員的技術(shù)業(yè)務(wù)水平。

3)聘任具有較高文化及業(yè)務(wù)水平、富有專業(yè)實際經(jīng)驗的技術(shù)骨干把關(guān),指導(dǎo)試驗工作,并檢查督促試驗人員嚴格遵守國標(biāo)及規(guī)程,解決工作中的疑難問題,直至審核審定試驗成果報告。4)嚴禁未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)、無上崗證書及專業(yè)技術(shù)職稱的人員(特別是用臨時工)參加試驗操作。5、結(jié)語

土工試驗是巖土工程勘察工作的重要組成部分,它是進行土類定名和劃分土層的重要依據(jù),同時也可為工程設(shè)計和施工提供有效的測試結(jié)果。而測試結(jié)果的準(zhǔn)確程度與否直接影響著工程質(zhì)量和使用安全。因此對試驗本身應(yīng)當(dāng)高度重視,才能把各種質(zhì)量隱患消除,保證測試成果的最終質(zhì)量,為工程設(shè)計提供最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。參考文獻:

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擴展閱讀：土工試驗中常見問題探討

土工試驗中常見問題探討

摘要:本文針對土工試驗，對其常見問題從制樣，物理、力學(xué)試驗以及試驗成果三個方面進行了分析。對試驗方法、數(shù)據(jù)處理和成果分析中可能出現(xiàn)的問題提出一些建議和解決方法。認為只有把影響試驗結(jié)果的各種問題解決，才能保證最終測試成果的準(zhǔn)確可靠。關(guān)鍵詞:土工試驗；樣品制備；試驗指標(biāo)；成果分析1.前言

土的物理性質(zhì)指標(biāo)和力學(xué)性能指標(biāo)反映的是土的工程性質(zhì)和特征。因為土是大自然的產(chǎn)物，由于自然界土層自身的不均勻性，其性質(zhì)受到密度、濕度、粒度以及孔隙水中化學(xué)元素等多種因素的影響。土工試驗時，在取樣、保存和運輸過程中對原狀土的擾動、試驗儀器、操作方法的差異，使得土工試驗中測試的結(jié)果存在各種問題，在一定程度上影響到巖土工程勘察的準(zhǔn)確評價。因此，研究土工試驗中應(yīng)注意的問題，不斷改進和完善測試手段，為工程設(shè)計及施工提供可靠的依據(jù)，有著十分重要的意義。2.接收土樣和樣品制備中應(yīng)注意的問題

不同行業(yè)現(xiàn)行土工試驗規(guī)程、規(guī)范在要求和試驗方法上存在差異，因此在接收土樣時，應(yīng)對工程項目的類型和規(guī)模進行核對，明確試驗的依據(jù)。制樣時，應(yīng)對土樣的顏色、礦物成分、軟硬程度、塑性狀態(tài)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等進行描述，同時對土樣的物理力學(xué)指標(biāo)憑經(jīng)驗作一個估計值并記錄。這有利于后期數(shù)據(jù)整理時進行對比和綜合分析

處理，得出符合工程實際的試驗數(shù)據(jù)，同時也有助于試驗人員積累經(jīng)驗。

3.土工試驗中應(yīng)注意的問題3.1土的比重、密度和含水量試驗

比重、密度和含水量是土的三個最基本物理性質(zhì)指標(biāo)，用它們可以換算土的干密度、孔隙度、孔隙比、飽和度等指標(biāo)。這三項指標(biāo)的正確與否，不僅影響其他指標(biāo)的變化，還影響土的一系列力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，而且可能使巖土工程分析評價產(chǎn)生偏離，因此準(zhǔn)確測定這三項指標(biāo)有著重要的意義。

在這三項指標(biāo)中土的比重是一個相對穩(wěn)定的值，決定于土的礦物成分，它的數(shù)值一般是2.6~2.8，與所含礦物、粒度成分等有關(guān)，如果含有機質(zhì)較多則值較小。同一地區(qū)同一類型土的比重比較接近，又因為比重試驗的操作比較麻煩，許多單位都是根據(jù)本地經(jīng)驗，直接采用了比重的經(jīng)驗值，缺乏實際依據(jù)。要想減少差異，應(yīng)該通過收集整理這方面數(shù)據(jù)，建立適用于該地區(qū)各類土的比重值。土的密度取決于土的質(zhì)量、孔隙體積的大小和孔隙中水的質(zhì)量，其綜合反映了土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征，是一個變化的值，不同的土樣密度值不同，而對于某一個土樣來說，它的值較穩(wěn)定和較容易測準(zhǔn)的，該試驗較簡單，一般在取樣后立刻進行。為了正確求得土的密度，試驗中應(yīng)對照送樣單的野外定名，在合適的部位切取試件。開土切樣時要用切土刀，將土樣取入環(huán)刀后，需用專門的刮土刀刮

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