室内土工试验的质量管理

1、室内土工试验的质量管理室内土工试验的内容室内土工试验的主要试验指标包括：1、一般物理指标试验，主要是用来测定岩土的含水率、密度、比重、界限含水率等，从而判断出岩土的一般物理性质；2、颗粒分析，主要是用来对岩土进行科学、准确的定名；3、剪切试验，主要是测定岩土的内聚力、内摩擦角；4、压缩试验，主要用来对土的压缩性进行判定，以便最终确定土的压缩系数、压缩模量；5、岩石抗压强度试验，检测岩芯样的抗压强度，确定岩石的强度分级；6、水质分析，主要是分析离子浓度，对地下水类型进行判定；室内土工试验的目的及作用 室内土工试验的目的主要是试验人员使用标准的仪器遵照标准的试验操作方法，根据建设工程的要求对地基土

2、的试样进行各种试验项目的测试，提供可靠的物理、力学性质指标参数。他们是供工程设计人员作为建筑物基础设计的依据，例如地基土的分层及其承载力，天然或人工地基的选择，地基处理方案，建筑物沉降的估算，边坡的稳定性分析等。 室内土工试验主要分为两大类：物理性质试验，测定土在天然状态下的特性指标；力学性质试验，测定土在外力作用下土体抵抗外力能力的特性指标。室内土工试验中存在的问题： 1、土的比重、密度、含水率试验 在土的物理试验中，比重、含水率、密度是三个最基本的物理性质指标，用它们可以换算土的干密度、孔隙比、孔隙度、饱和度等指标。这三项指标的正确与否，不仅影响其他指标的变化，而且还影响土的一系列力学指标

3、，因此准确测定这三项指标有着重要的意义。 三个指标中比重是一个相对稳定的值，它决定于土的矿物成分，数值一般在2.62.8，数值大小与所含矿物、粒度成分等有关，若含有机质较多时则比重较小。由于同一地区同一类型土的比重比较接近，而且比重试验的操作比较麻烦，现在很多单位都是根据地区经验直接采用了比重的经验值，缺少实际依据。要减少差异，应通过收集整理这方面数据，建立适合于本地区各类土的比重值。当然对于重大工程和特殊条件下的土工试验，如土中有机质含量大于5%时，土的比重可降到2.4以下，对土样进行实测，才能真实的反映土的工程特性。 土的密度取决于土粒的重量、孔隙体积的大小和孔隙中水的重量，其综合反映了土

4、的物质组成和结构特征。该项试验较简单，一般在取样后立刻进行。需要注意的是开土切样时要用切土刀，将土样取入环刀后，需用专门的刮土刀整平环刀两端土样。很多试验人员为了操作方便，都是直接用切土刀刮平，这是错误的操作方法。因为经常开样，切土刀刃口长期使用会磨损呈凹形，就会造成测得的密度偏大、孔隙比偏小、饱和度偏大等情况。因此对试验人员从一开始就应当规范要求，如按规范操作与其本身物理性能指标不符，应及时查找原因，以确保试样质量，正确求得土的密度。试验中应对照样单的野外定名，在合适的部位切取试件。 含水率是最不稳定的，不同的土有着不同的含水率，而且由于各种因素，如土层的不均匀，取土不标准，野外取样不规范，

5、土样在运输及存放期间保护不当等，都会影响成果的准确度。所以要求野外人员取样、运输、保管样品规范化，准确测出这一指标。若为连续试验，则土样盒在使用中未能清洗干净或会受到一定腐蚀，因此，必须在取样前重新称取样盒重量.依据试验规程应取两个以上的土样进行平行试验，去除离散较大的值后取平均值。2.2.土的界限含水率试验 做液塑限试验时，有的使用的是锥式液限仪，有的使用的是液塑限联合测定仪，这样就难免因为手法不一致使得同一指标因试验人员不同，得出的结果也不尽相同。还有因为土不均匀或使用磨损严重的圆锥仪，得出偏大的液限值。这样本来可以判定为可塑状态的土，结果却出现过硬或坚硬，无形中增加了建筑的风险。做塑限试

6、验时，搓条法现在还被普遍认同，但标准不易掌握，因为人为因素影响较大，对低塑性土更为明显。而有的单位不直接测定，而利用液限和塑限之间的相关公式计算出塑限值。如果这种间接计算塑限值是限定在有大量对比资料基础上的话，其误差还能事先估计，问题在于将这种计算盲目扩大，套用失控，使测试成果严重失真。因此要想测出最真实的数据，必须提高实验人员的素质，并按照相应的规范严格执行。 另外，粉土是粒径大于0.075的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数不大于10的土。在试验中，由于颗分试验较复杂，大多数实验室仍存在仅按塑性指数不大于10来定名粉土的缺陷。3.3.土的固结试验土的固结试验是测定土在压力作用下的压缩

7、特性，借以计算建筑物或构筑物的沉降量，作为设计的控制数据。影响固结试验的因素是多方面的，包括取土质量、仪器设备、操作过程与方式以及环境、人为因素等。3.1开土对试验数据的影响用环刀切取原状土样时，所用环刀卷边、缺口变形、切土刀刃呈凹形等都会影响试样质量；同时切取土样时必须注意防止压偏和使土样和环刀间出现缝隙；当土样为软塑的细粒土时，垂直放置土样易产生堆瘫，可将土样水平放置，切成略大于环刀高度的土样段，用环刀一次压入制成试样，易产生变形的土样表面不准反复多次刮削，要用刃口平整的切土刀整平表面，避免扰动土样，否则会导致土的密度增大，对土的压缩系数和压缩模量影响较小，但会使土的内聚力增大；对坚硬状态

8、的土，用硬物敲击会使土的密度变小，并且使压缩系数增大，压缩模量减小，同时内聚力和内摩擦角也会减小，降低了土样的强度；土样中的夹杂物，如小砾石等，会影响土的力学性质，若挑出夹杂物后，该土样的压缩系数会增大，压缩模量减小，内聚力降低；对于含有钙质结核的土样，在影响开土的情况下应该去除，但必须用原状样填补起来，否则会使土的天然密度变小，压缩系数增大，压缩模量减小，同时内聚力和内摩擦角都会减小。3.2、仪器设备对固结试验的影响试验用的仪器设备需要保持良好的工作状态，确保按照要求加规定的荷载到土样上，并保证试验过程中的排水条件和固结时间满足规范要求。 各种固结仪必须使用国家标准的仪器和元部件，且要重视日

9、常的维护和保养，定期计量、校正。砝码式杠杆固结仪，是一种最古老的固结仪，这种仪器的特点是加荷直观，稳定性好，精度较高。但它存在自动化程度低，劳动强度大，加砝码时的振动对试验结果会产生一定影响。现在大多数实验室都采用了全自动固结仪，试验时只要在微机上设定每级试验荷重，试验方法及使用仪器台数，即可启动采集器、控制器进入全自动试验过程。在无人值守的情况下，可昼夜连续进行，克服了杠杆式固结仪加荷时易产生冲击，产生超载影响试验结果的弊端，且数据直接进入数据库进行处理，不但省时省力，提高功效，而且减少了由于人工操作、计数、计算带来的误差。3.3、操作过程和方法对固结试验的影响按操作规程进行试验是确保成果可

10、靠的关键。试验操作过程和方法存在的问题有：1）常采取现行规范或标准中不提倡或没有列入的，但实验室已长期使用并进行过大量对比试验的半经验性或经验性的方法，如快速固结试验法。2）在室内固结试验中，高灵敏的土和具有先期固结压力的土，有的第一组试样压上去就破坏或读到负数，因此需先仔细观察判断，认真考虑施加第一级压力的大小，避免此类现象发生。4.4.岩石单轴抗压试验岩石的物理性质试验存在的问题基本与土样是一样的，而岩石除去物理性质指标外，最常用的就是单轴抗压强度试验了。岩石单轴抗压强度是试件在无侧限条件下，受轴向力作用破坏时，单位面积上所承受的荷载。对单轴抗压强度试验的试件在制样上有严格的要求，例如：高

11、径比宜为2.0-2.5；两端面不平整度误差不得大于0.05mm；端面垂直于轴线，最大偏差不得大于0.25；沿试件高度直径误差不得大于0.3mm等。其他要求可以经过磨平，找平等方法避免误差，但是由于岩石切割机夹具限制，或取样困难等因素会导致试样高径比达不到规范要求，虽然规范有相关的修正公式，但并不能完全消除高径比达不到标准带来的影响，所以就要求我们在取样和制样的时候更加小心认真，尽量按照规范要求完成试验操作。另外，由于岩石单轴抗压强度的大小不同，对加荷速度也是有一定要求的，试验规范要求加荷速度为0.5-1.0MPa/s，在试验中，可根据岩石强度的高低选择上限或下限，对于软弱的岩石，加荷速度需再适

12、当降低。之前的手动压力机，在加荷速度的控制上存在一定的限制，限制很多实验室已经更换微机控制的压力机，在速度控制方面可以通过微机软件进行设定，一定程度上降低了加荷速度过快带来的影响，但是还是要求试验人员首先根据岩石的岩性级风化程度初步判断强度范围，以便选择合理加荷速度，保证试验数据的准确性。提高室内土工试验质量管理的建议1、试样的制备。开土时，应取整个土样最具有代表性的部分，注意其均匀性，环刀应垂直下压。含水率及液限应取刀贴近部分，取含水率土样速度要快，及时装盒避免水分的损失。开土时应描述土样的颜色、软硬程度、塑性状态等，同时对土样的物理力学指标先凭经验做一个估算值，并记录。2、综合分析试验指标

13、。土的物理性质试验指标之间的综合分析，土的基本物理性质表明土的密实程度和含水状态，反应土的物质组成和结构特征，各项指标之间是相互关联的。地方试验指标出来以后，应对这些指标进行综合分析，从而对指标的准确性进行判别。土的力学性质主要取决于土的物质成分、结构和构造特点，还与受力条件有关。土在外力作用下的变形实质上是由于土颗粒或集合体及不同类型的水和气体相互移动的结果。提高室内土工试验质量管理的建议3、严格按照国标及有关规范规定进行试验操作。不按照规范进行，试验成果的准确性就无从谈起，因此应尽量杜绝违反规范的做法。4、加强实验室人员管理。根据目前土工实验室试验人员的状况，要全部由专业技术人员来担当实验室的试验人员时不可能的，应建立健全系统的培训制度和继续教育的标准以及制度，加强土工试验人员的专业培训和继续教育，建立健全上岗证制度，只有通过系统的培