方蔚成

廈門華巖勘測設(shè)計有限公司（361004）

0 前言

開展室內(nèi)試驗過程中，試驗樣品制備對整個工程質(zhì)量具有重大影響。常規(guī)土工試驗對數(shù)據(jù)精確度要求較高，試驗人員必須根據(jù)相關(guān)規(guī)律與特征，開展試驗試樣制備工作。但由于巖土結(jié)構(gòu)本身具有不穩(wěn)定性，同時在取樣與運輸過程中易被擾動，影響最終試驗數(shù)據(jù)。因此，必須針對室內(nèi)常規(guī)土工試驗試樣制備工作中所出現(xiàn)問題進行分析。

1 基本制備工序

1.1 取土樣

采取土樣是開展試驗試樣制備的第一步，土樣保持原有結(jié)構(gòu)與成分不變的情況下被采集，稱之為原狀土，否則稱之為擾動土[1]。采取土樣之后就需要切取土樣，切取土樣的方法可以被分為原狀土切取或者擾動土切取。

1.2 土樣稱取

由于土樣狀態(tài)不同，可以將圖樣分為細粒土樣與粗粒土樣，原狀土可以被分為烘干土與風干土。在土樣稱取過程中，為保證最終所得數(shù)據(jù)準確，需要對稱取過程中所用器材進行分析，確保所選器材符合實際土樣稱取過程的需要。

1.3 制備試樣

1.3.1 制備擾動土樣試樣

擾動土樣制備首先需要根據(jù)土樣性質(zhì)對預(yù)備程序進行選擇。土樣可以分為細粒土樣與粗粒土樣。細粒土樣制備過程中，根據(jù)試驗所使用儀器容器大小決定篩孔直徑大小，最終得出符合試驗要求的土樣。粗粒土樣制備過程中，則應(yīng)根據(jù)土樣性質(zhì)進行過篩，無黏性黏土可以稍加研磨之后過篩，黏粒附于礫粒上的土則可以使用濕過篩或2 mm篩進行土樣制備[2]。

1.3.2 制備重塑土樣

在開展工程項目過程中，根據(jù)不同自然條件可能遇到取樣難度大、土樣難以運輸?shù)惹闆r，因此，需要進行重塑土制備。制備重塑土樣通常采取兩種方法：固結(jié)法與擊實法。固結(jié)法即在被風干的土樣中直接加入蒸餾水，形成大于配比的稀泥漿，在頂部施加靜止重物使土樣固結(jié)。但利用此方法制備過程時間長，程序煩瑣，對制樣設(shè)備要求高。擊實法即根據(jù)土樣制備所需準備一定質(zhì)量的擊錘，選擇合適高度自然下落，分層制取土樣直至達到試驗要求。該方法會導致土樣上下層密度不一致，影響試驗結(jié)果準確性。以上方法各有優(yōu)缺點，不過最終都能達到制備重塑土樣的目的。

1.3.3 制備原狀土樣

將原裝土包裝皮小心開啟，對土樣上下層次進行辨別，整理土樣兩段使其平整，確定無特殊要求時，按照天然層次垂直方向進行土樣切取。切取土樣時，必須保證環(huán)刀與試樣密合，控制好同一組試樣的密度差值。根據(jù)工程實際要求決定是否飽和試樣，在確定不飽和試樣的情況下，將試樣保存至保濕器中即可。

1.3.4 控制試樣制備

試樣制備是對土樣進行分析的準備程序，包括進行樣品采集、破碎、粉碎等工序。在有足夠數(shù)量的代表性土樣之后，去除所采集樣品的雜質(zhì)。在此過程中，需要嚴格執(zhí)行試樣制備規(guī)范，確保不會出現(xiàn)樣品丟失或污染的情況。在試樣制備過程中，一般使用自動或半自動化的設(shè)備，或直接采用手工研磨的方式處理土樣。操作者應(yīng)細心謹慎，避免人為因素影響土樣精度。對粉碎過的土樣過篩，需要根據(jù)所處理土樣的類型不同選擇不同過個的篩網(wǎng)。

2 試樣制備問題

2.1 土樣不合格

密度、土粒比重、含水率是判斷土樣是否符合指標的三項評判標準。其他指標都是由這三項換算得出的。因此，在土樣制備環(huán)節(jié)必須注重這三項指標是否符合標準。

2.2 取樣不規(guī)范

正式進行試樣制備之前，通常會用到刮土刀開土進行取樣。由于土樣質(zhì)地較為粗糙，刮土刀在使用一段時間之后在刀刃處易出現(xiàn)磨損。使用磨損后的工具進行取樣，往往會導致土樣物理數(shù)據(jù)與實際情況不符，最終影響到試驗數(shù)據(jù)。

2.3 土樣液限、塑限測量不規(guī)范

對土樣液限和塑限進行測量之前必須對土樣過篩，篩的孔徑為0.5 mm[3]。但在真正試驗過程中，如果所使用工具不符合標準，則會導致土樣中出現(xiàn)砂礫、巖塊等雜質(zhì)，最終導致過篩土樣的液限、塑限測量結(jié)果不精確，難以符合國際標準。

2.4 工序選擇不恰當

在制備實際開展過程中，不一定全部使用到試樣制備基本工序，應(yīng)根據(jù)實際情況對所采取土樣結(jié)構(gòu)與成分進行分析，選擇合適的制備方案，當所選土樣質(zhì)地較為均勻時，可直接對其進行采樣。當土樣中包含較多砂礫與巖塊時，則必須對土樣進行風干與過篩，之后加水使其處于均勻狀態(tài)。

3 問題解決策略

3.1 充分分析土樣

對所采取土樣進行充分分析，主要從土樣顏色、成分、結(jié)構(gòu)、軟硬程度、塑性狀態(tài)等方面進行研究[4]。在試樣過程中，直接對土樣特征作好記錄，避免分析結(jié)果不符合土樣實際情況。同時結(jié)合以往試驗數(shù)據(jù)對土樣的各項物理學性質(zhì)的各項指標進行對比，以試驗指標為標準運算出其他標準，觀察與實際情況的偏差程度，對土樣中所出現(xiàn)誤差進行深入分析，保證基本數(shù)據(jù)符合指標。

3.2 保證儀器設(shè)備的標準性

為保證土樣數(shù)據(jù)準確，需要保證制備過程中所使用儀器設(shè)備的標準性，避免由于儀器設(shè)備導致的數(shù)據(jù)偏差。如切取土樣過程中使用到的刮土刀，受土樣本身粗糙度影響易被磨損，導致取土樣過程中無法對土樣體積進行把握，造成試驗誤差。稱取土樣時，應(yīng)保證試驗器材清潔。如果沒有及時清理導致土樣殘留到設(shè)備上，將會影響土樣質(zhì)量參數(shù)，導致試驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。

3.3 準確測量土樣的土樣液限、塑限測量

受巖土性質(zhì)、測試目的影響，所需要使用的過篩工具尺寸也不相同。為準確測量土樣的土樣液限、塑限量，必須嚴格進行篩網(wǎng)孔徑選擇。一般情況下，常用篩網(wǎng)孔徑有2 mm、0.5 mm、0.1 mm等。根據(jù)土樣性質(zhì)不同，當土樣為黏土時，為準確測出土樣液限、塑限，要求過篩孔徑為0.5 mm[5]。

3.4 選擇合理的工序

土工試驗試樣制備工序較為復雜，合理的工序在土工試驗試樣制備過程中具有關(guān)鍵作用。首先，在土工試驗試樣制備過程中需要意識到，沒必要利用到每一種制備工序，而應(yīng)根據(jù)所取土樣實際情況與試驗?zāi)康倪M行土樣制備工序選擇。根據(jù)土樣性質(zhì)與試驗測量順序的不同，操作人員需要合理分配每道工序的順序，必須小心謹慎地使用設(shè)備儀器開展制備工序，避免人為因素帶來的數(shù)值差異，盡量減少試驗誤差。

4 結(jié)語

土樣制備過程中，不同類別因素都會影響最后數(shù)據(jù)結(jié)果。其中人為因素對土工試驗試樣制備帶來的影響最大。在土工試驗試樣制備過程中，土樣是否能夠保持原始狀態(tài)對試驗結(jié)果準確性具有直接影響。試驗結(jié)果準確性對整個工程能否順利開展息息相關(guān)。因此，土工試驗試樣過程中，相關(guān)人員必須對工作認真負責，總結(jié)出不同土樣的規(guī)律性，保證試驗制備結(jié)果的準確性。