浅谈岩土室内土工试验主要问题分析

1、 浅谈岩土室内土工试验主要问题分析 摘要：对于工程勘察设计来说，岩土室内土工试验涉及到工程地质、土力学等多项要求。通过岩土室内试验技术，可以对岩土试样进行检测分析，从而得到该岩土的定名、力学性质以及物流性质等详细参数。本文对常规室内试验的数据异常进行了分析，并提出了处理办法。关键词：岩土工程；勘察；土工试验；处理办法1.岩土工程勘察与土工试验之间的关系室内土工试验是解决岩土问题的一个重要工作环节，需要试验人员与勘察人员进行良好的配合和沟通。土工试验的目的是获取土的基本物理、力学性质，为工程勘察和设计提供可靠的计算数据。土工试验技术从试验内容上可分为：土的物理性质试验、土的力学性质试验和土的化学

2、性质试验，本试验室以前两类的试验为主。通过筛分试验和界限含水率试验，可以对土进行精确划分；通过颗粒分析试验提供黏粒含量，可以进行地震液化判别；通过粘聚力c值和摩擦角 值以及压缩模量等指标。2 数据异常的表现及原因分析2.1 含水率试验含水率试验可用于测定土的含水率，计算土的干密度、孔隙比、孔隙率、饱和度等指标。以烘干法为室内试验的标准方法，适用于各种土。对烘干时间的要求为：在105110温度下烘干，对粉土、粘性土大于等于8h；对砂类土大于等于6h；对砾、碎石土大于等于4h；对有机质含量大于5%的土，应控制在6570的恒温下烘至恒量，在真空干燥箱中烘7h或热电热干燥箱中烘18h。应进行两次平行测

3、定，取其算术平均值。例如：某地厂房二期工程含水率试验。试验员对土样的描述为粉质黏土，黄色，可塑。进行两次平行测定，第一次测定含水量w为22.8%，第二次平行测定含水量w为22.4%。差值：22.8-22.4=0.4，符合最大允许的平行差值。其算术平均值为含水率测定的最大允许平行差值含水率w最大允许平行差值402.0若是土样没有及时从现场运回，或者无保护措施，会使土样出现失水或者含水率失真等现象。需要对取样人员进行培训指导，避免水份流失。2.2 密度试验密度试验可用于计算土的干密度、空隙比、孔隙率、饱和度、压实系数等指标。容易受外界因素干扰，导致密度数据不精确。细粒土宜采用环刀法。若试样易破裂，

4、难以切削时，可用蜡封法。粗粒土应用灌水法或者灌砂法现场测定。室内试验主要是环刀法，对土样取样试验时，若试验员用力不均，用力过度使土样出现缺口，会对土样整体产生影响；或者有些松散的粉土制样时，环刀内松动，都会导致土粒间隙受到扰动，出现密度试验数据结果异常。本试验需进行两次平行测定，其最大允许平行差值应为0.03g/cm3.取其算术平均值。例如某地厂房二期工程密度试验，试验员对土样的描述为粉质黏土，黄色，可塑。进行两次平行测定，第一次测定密度为1.94 g/cm3，第二次测定的密度为g/cm3。差值： 1.94-1.91=0.03，其算术平均值为：在土工试验中，根据土样本身的状态、性质选择适当的方

5、法。含水率越高说明土越软。砂土在040%，黏土可高达60%或更大。2.3 比重试验土固体颗粒的质量与同体积4时水的质量之比叫做土的比重。比重决定于土的矿物组成，其值一般为2.672.76 。由于土的颗粒比重的测定方法较为复杂，且同一地区/同土类的比重变化范围不大，除非特殊要求，一般可不做比重试验，而采用经验值，但是对有机质含量超过5%的土及矿物成分含量较大的土，应进行比重试验。2.4 界限含水率试验本试验适用于最大粒径小于0.5mm颗粒组成的土，界限含水率的测定按照烘干法执行。试验方法有液塑限联合测定仪法、碟式液限仪法以及搓滚塑限法。本试验室采用的是sys数显液塑限联合测定仪，按下沉深度分别3

6、-5mm、9-11mm、16-18mm制备不同稠度的土膏试样，在电热干燥箱烘干后静置。再以含水率w为横坐标，圆锥下沉深度h为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制出关系曲线，三点连成一条直线。当两个含水率的差值不小于0.2%时，应补做试验。例如某地厂房二期工程密度试验，试验员对土样的描述为粉质黏土，黄色，可塑在界限含水率试验时，会出现因试验员操作不当出现异常。例如：厦门某地的土样，是属于风化残积土，这样的土样不能进行常规的制备土膏。需要进行烘干后，再过0.5mm的筛，这样可以使土样团粒更细腻均匀。还要保证加水侵润的时间充足，一般要求时间至少为24h或是更长。2.5 颗粒分析颗粒分析可用于测定土中各粒组干

7、土质量占土总质量的百分数，直接可以得出砂类土的分类。共有4种方法：筛析法：适用于粒径为0.075mm60mm的土；密度计法和移液管法：适用于粒径小于0.075mm的土；当土中既有粗颗粒也有细颗粒时，应同时使用筛析法和密度计法（移液管法）实验目的：确定各粒组相对含量以及绘制颗粒级配曲线。级配良好的土，较粗颗粒的孔隙被较细的颗粒所填充，因而土的密实度较好。曲线平缓，表示土粒大小均有，级配良好；曲线较陡，粒径较均匀，级配不良。2.6 抗剪强度土样的抗剪强度是土力学性质之一，抗剪强度参数分为粘聚力c值和摩擦角 值。取四个试样，分别施加不同的垂直压力，根据库仑抗剪定律确定土的抗剪强度适用于砂土和一般黏性

8、土。例如：某地厂房二期工程密度试验，试验员对土样的描述为粉质黏土，黄色，可塑。还是刚才那个含水率和密度。项目负责人要求做固结快剪，根据负责人的试验要求进行操作。若出现粘聚力负值或者摩擦角过大的情况。根据土样的状态来分析，若土中含水量较高，那么很有可能在剪切试验的过程中造成内部水份的大量渗出，甚至在加压的过程中土样被大量挤出，使得试样被破坏。针对这类问题，应及时控制剪切时间或者提高剪切速率。以确保直剪试验的准确性。2.7 土的固结试验土的固结试验目的是取得土样受力变形的指标，是力学性质中最关键的指标。通常做法是采用室内试验。常规土工试验项目周期长，每做一项试验都需要大量繁琐复杂、重复的劳动。尤其

9、是固结试验，需要试验24h稳定读数。为了避免人为因素对试验结果的产生影响，本试验室最常用的是全自动气压固结仪。全自动气压固结仪可用于在不同荷载和有侧限的情况下测定土的压缩性能，由固结仪、气压控制器、多通道转换仪、数据采集系统组成，配合智龙科技数据处理软件。固结压力设定能大大地提高仪器的灵活性，缩短试验周期。自动采集系统：例如：某地厂房二期工程密度试验，试验员对土样的描述为粉质黏土，黄色，可塑。还是刚才那个含水率和密度。项目负责人要求做快速固结。土样固结数据异常，一般表现为压缩模量大小不符合现状描述，如土样的开样描述为软塑状态，但是试验数据中压缩模量较大。曲线越陡，说明土的压缩性越高。导致这种情

10、况的出现，可能是试验人员操作不当，或者固结仪使用不规范。如果土样描述为硬塑，但试验数据压缩模量较小，可能是所取的环刀试样，环刀的刃口、内径有严重磨损，无法达到标准。3.常见问题的处理办法3.1 加强试验员的培训要提高试验人员的专业素质，可以定期参加一些行业交流会；或者定期组织试验人员参加培训，加强理论知识水平和实际操作能力，提高岩土试验检测人员的整体技术水平。3.2 遵守规范标准进行土工试验时，工作人员严格遵守gb/t 50213-2019土工试验方法标准，制定质量手册以及每年进行内部审核。规范试验人员的行为准则，不断提高工作质量。3.3 对试验仪器的管理对试验仪器设备进行管理，建立档案柜以及电子档案盒，并制定测量设备台账。定期对仪器进行维修保养工作，减少仪器损耗；对于老化的仪器设备必须立即停用并申报购买新的仪器设备。每年仪器都要进行检定检验以保证试验的准确度。由于试验室内电器设备较多，应对岩土工程实验室进行用电安全规范 以及危险源辨识。4 结束语在岩土工程勘察中，岩土室内试验能够更加准确的反映岩土的特性，为设计人员和施工人