王太春

（重慶川東南地質(zhì)礦產(chǎn)檢測中心，重慶 400038）

室內(nèi)土工試驗的過程，就是試驗人員按規(guī)范現(xiàn)程、試驗委托要求，使用儀器設(shè)備對土樣進行測試，以得到土體的物理、力學性質(zhì)指標的一組有序的活動。其最終試驗成果以供工程設(shè)計和計算時使用，是巖土工程勘察的重要工作內(nèi)容。而在實際情況下，土工試驗數(shù)據(jù)往往受土樣自身的不均勻性，取樣、運輸過程中的擾動，測試人員水平、測試環(huán)境、儀器設(shè)備精度、采用的方法手段等因素的影響，使土試樣的測試結(jié)果與土體實際性狀之間存在不同程度的差別，且這種差別很難完全通過數(shù)據(jù)分析來準確檢驗，其可能的問題有時在后續(xù)的施工中才能暴露。

1 制樣中應(yīng)注意的問題

對土樣，先用削土刀將其圓柱土樣的兩端面削平，用眼觀察用手按捏，描述土樣的顏色、礦物成分、軟硬程度、塑性狀態(tài)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造，查看與送樣單是否相符，同時對所切土樣的物理力學指標值憑經(jīng)驗作一個估計值，并記錄。對巖樣，在切樣過程中也要對其顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、風化程度、巖石名稱進行詳細的描述，并憑經(jīng)驗對巖石強度進行估計。對巖土樣物理力學性質(zhì)的描述和估計，有利于后期數(shù)據(jù)整理時進行對比，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。

2 土的物理性試驗應(yīng)注意的問題及對試驗數(shù)據(jù)準確性的影響

土的物理性質(zhì)表明土的密實程度和含水狀態(tài)，反映土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征。在含水量、密度、比重三個物理指標中，含水量是最容易變化的，不同的土有不同的含水量；由于各種因素，如土層的不均勻，取樣不標準，土樣在運輸和存放期間保護不當而失水等等，都會影響結(jié)果的準確度。土的密度雖然也是一個變化的值，不同的土樣密度值不同，但對于某一個土樣來說，它的值較穩(wěn)定，一般要作平行測定，如果平行測定值相差較大，主要原因是土質(zhì)不均勻造成的，或是環(huán)刀變形，刮刀磨損呈凹形。因此，在試驗過程中經(jīng)常檢查環(huán)刀，刮土刀是否符合質(zhì)量要求。土的物理性試驗各項指標之間是互相關(guān)聯(lián)的，當試驗指標出來以后，應(yīng)對這些指標進行分析，從而對指標的準確性進行判斷。如有些結(jié)果中出現(xiàn)飽和度超過100%的現(xiàn)象，就說明在天然含水量，天然密度，土粒比重的測試中存在問題，應(yīng)根據(jù)開土記錄綜合考慮，可從含水量、密度中選擇反映土實際情況的指標。比重的大小決定于土的礦物成分，當粘土礦物成分較多時，比重值較大；一般砂土為 2.65～2.69，粉土為 2.70～2.7l，粉質(zhì)粘土為 2.72～2.73，粘土為2.74～2.76；土粒的比重變化較小，同一地區(qū)同一類型的土基本相同。但是，當土中含有有機質(zhì)時，土的比重可降到2.40以下，此時應(yīng)改用中性液體測定，如煤油、汽油等，并采用抽氣法排氣。土的液限、塑限分別是細粒土處于可塑狀態(tài)的上限和下限含水量，目前對土的液限、塑限的測定。規(guī)程上規(guī)定土要過0.5 mm篩，才能進行試驗，但在實際操作中，有一些土用眼睛觀察含有較多砂粒，一旦過0.5 mm篩后做試驗，測出的塑性指數(shù)可能很大，不能反映土的實際情況。因此，對于這種土應(yīng)先采用篩分法確定砂粒含量，如果砂粒含量已達到確定該土為砂土的標準，就應(yīng)該按砂土的要求來進行定名和測試其有關(guān)指標。

3 土的力學性試驗應(yīng)注意的問題及對試驗數(shù)據(jù)準確性的影響

土的固結(jié)試驗是測定土體在壓力作用下產(chǎn)生變形的過程。通過計算求得的各項壓縮指標，可用來分析判別土的壓縮特性和天然土層的固結(jié)狀態(tài)，借以計算建筑物或構(gòu)筑物的沉降量，作為設(shè)計的計算數(shù)據(jù)。為了準確提供壓縮指標，首先要控制好土樣的驗收和管理工作。注意觀察試樣是否擾動。在試驗過程中，要嚴格按國家標準進行操作，出現(xiàn)問題要及時解決。如在開土的過程中，感到土是較軟的或測出的液性指數(shù)較大，而測出的壓縮模量較大，說明實驗操作有誤，或記錄有誤，或是儀器有較長時間沒有校正，致使儀器變形量過大等，要檢查各個環(huán)節(jié)。如在開土時感到土較硬而測出的壓縮模量較小，則可能是所取土樣中已存在擾動結(jié)構(gòu)面或已進水。

土的抗剪強度是指土體抵抗剪切破壞的極限能力，是土的重要力學性質(zhì)指標之一。在計算承載力，評價地基穩(wěn)定性以及計算擋土墻的土的壓力時，都要用到土的抗剪強度指標，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，在試驗室內(nèi)常用的有直接剪切試驗，三軸壓縮試驗和無測限抗壓試驗。室內(nèi)測出的結(jié)果有時和理論上的數(shù)據(jù)相差很大。如抗剪強度試驗測出粘聚力C值有時會出現(xiàn)負值的現(xiàn)象，主要原因是所取的一組試樣的性質(zhì)相差太大，自然不符合規(guī)律，故土樣制作時需取有代表性的土樣。

土的壓縮特性和抗剪強度有著一定的關(guān)系，利用這種關(guān)系，可直觀判斷壓縮結(jié)果和抗剪結(jié)果是否正確。一般情況下，土的壓縮性越高，壓縮模量越低，而它的抗剪強度則越小，即壓縮模量與抗剪強度指標正相關(guān)。當然，在有些情況下，要求做固結(jié)快剪，這種關(guān)系就不一定成立，需要按實際測出的強度情況判斷。

4 土的物理、力學性質(zhì)指標的相關(guān)性

土的物理性質(zhì)和力學性質(zhì)是緊密相關(guān)的。土的物理性質(zhì)在很大程度上決定了它的力學性質(zhì)，土的強度隨外界環(huán)境的變化而變化，天然土體具有結(jié)構(gòu)性，對擾動較為敏感，土在外力作用下的變形實質(zhì)上是土粒集合體及水和氣體相互作用與移動的結(jié)果。在受力條件相同的情況下，其力學性質(zhì)主要取決于土的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特點及密度與含水量等，其壓縮曲線的形狀與土樣的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造以及密度與含水量等有關(guān)。

當所有的試驗指標出來后，根據(jù)指標之間的相關(guān)性對實測指標進行分析，對不符合規(guī)律和不符合實際情況的各項指標作適當調(diào)整或必要時應(yīng)重新補充試驗。如土粒比重Gs決定于土的礦物成分，當粘土礦物含量較多時，其值越大；而塑性指數(shù)Ip的大小與土中結(jié)合水的含量有關(guān)，粘土礦物越多，可能形成的結(jié)合水含量越高，Ip值就越大，即土中粘土礦物含量較多時，Gs和Ip值均較大，Ip與Gs三正相關(guān)。土的塑性指數(shù)Ip與抗剪強度也有～定的相關(guān)性，對同一類土，Ip越小，內(nèi)摩擦角中值越大，即Ip與負相關(guān)。含水率ω對土的力學指標的影響最為明顯，一般情況下，同一類土，含水率越大，壓縮模量Es、內(nèi)摩擦角、粘聚力C越小，反之亦然。

5 結(jié)語

土工試驗是為巖土工程勘察工作提供測試結(jié)果的有效手段之一，而測試結(jié)果的準確程度與否，直接影響著工程質(zhì)量和使用安全。影響室內(nèi)土工試驗結(jié)果的準確性，除了以上需注意的問題之外，還有儀器設(shè)備、環(huán)境、制度等方面因素的影響，明確土工試驗對基本建設(shè)所起的重要作用，使用符合標準的儀器設(shè)備，建立必要的技術(shù)管理規(guī)章制度，注意提高土工試驗專業(yè)人員的技術(shù)素質(zhì)及加強職業(yè)道德的教育，才能確保并提高室內(nèi)土工試驗成果的準確性。

[1]段保春.巖土工程勘察土工試驗數(shù)據(jù)自動化處理實現(xiàn)方法[J].河北地質(zhì)礦產(chǎn)信息.

[2]GB/T 50123-1999,土工試驗方法標準[S].

[3]徐曉宇.廣州亞運城某居住區(qū)巖土試驗參數(shù)可靠度控制研究[J].廣東土木與建筑.