譚曉美 龔志明

摘 ?要：顆粒分析試驗(yàn)是土工試驗(yàn)中的一個(gè)物理參數(shù)，而顆粒分析試驗(yàn)中的粘粒含量指標(biāo)在水利工程勘察中占有很重要的作用。水利工程勘察中料場(chǎng)的分析及質(zhì)量評(píng)價(jià)、凍脹性評(píng)價(jià)、地震液化的判定、滲透系數(shù)的計(jì)算及滲透變形的判定等都需要用到粘粒含量這個(gè)參數(shù)，所以顆粒分析試驗(yàn)過程中粘粒含量指標(biāo)非常重要。

關(guān)健詞：顆分試驗(yàn)、粘粒含量、影響因素、水利工程勘察、質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)、工程應(yīng)用

前言

顆粒分析試驗(yàn)主要是測(cè)定土的顆粒級(jí)配組成，給工程勘察提供土的分類定名及工程選料之用，是工程地質(zhì)勘察中的一項(xiàng)基礎(chǔ)及必要指標(biāo)，而顆粒分析試驗(yàn)中粘粒含量在水利工程勘察中有著重要的作用。顆粒分析試驗(yàn)方法主要有：篩析法、密度計(jì)法、移管法，聯(lián)合法，試驗(yàn)工作相對(duì)簡(jiǎn)單，但試驗(yàn)結(jié)果很重要，在工程實(shí)踐中成效明顯。

一、顆分試驗(yàn)中粘粒含量的影響因素：

1、試驗(yàn)方法的影響：

土工試驗(yàn)顆粒分析試驗(yàn)根據(jù)土顆粒級(jí)配組成不同應(yīng)選擇不同的試驗(yàn)方法，現(xiàn)就土工試驗(yàn)顆粒分析有3種不同的試驗(yàn)方法：1）、篩析法：主要是針對(duì)粗顆粒土，即適合小于0.075mm顆粒含量不大于10%的粗顆粒土 。2）、密度計(jì)法和移液管法：主要是針對(duì)細(xì)顆粒土，即大于2mm顆粒質(zhì)量小于總土質(zhì)量的10%的土。3）、聯(lián)合法：即篩析法+密度計(jì)法或篩析法+移液管法，主要是針對(duì)大于2mm顆粒含量超過總土質(zhì)量的10%且小于0.075mm顆粒含量超過總土質(zhì)量的10%時(shí)就必需要選擇聯(lián)合法測(cè)定土的顆粒組成才能準(zhǔn)確地反應(yīng)土的各粒級(jí)組成。所以，試驗(yàn)方法的正確選擇對(duì)顆粒分析級(jí)配含量有很大的影響。

2、含鹽量對(duì)密度計(jì)法粘粒含量的影響：新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123-2019要求易溶鹽含量大于總土質(zhì)量的0.5%（含鹽量可用電導(dǎo)法測(cè)定），即屬于鹽漬土，必須經(jīng)過洗鹽過程，才能進(jìn)行顆粒分析試驗(yàn) 。洗鹽的方法可采用過濾法和抽氣過濾法。洗鹽方法的檢驗(yàn)可以通過加化學(xué)試劑觀測(cè)法，當(dāng)鹽漬土進(jìn)行顆粒分析試驗(yàn)時(shí)，對(duì)試驗(yàn)中的粘粒含量有很大的影響，因此必需要先進(jìn)行鹽漬土洗鹽再進(jìn)行密度計(jì)法試驗(yàn)。

3、試驗(yàn)過程的次序?qū)⒂绊懽罱K的粘粒含量：密度計(jì)法分析中，試樣過0.075mm洗篩的步驟，1、采用先過0.075mm洗篩，然后再進(jìn)行密度計(jì)法進(jìn)行試驗(yàn)，此方法主要是考濾到土中顆粒大于0.075mm的含量過多，在試驗(yàn)沉降過程中粗粒互相碰撞，將會(huì)引起懸液擾動(dòng)，且當(dāng)粗粒下沉進(jìn)易將細(xì)粒拽帶一起下沉，最終影響試驗(yàn)分析中粘粒含量;2、采用先進(jìn)行密度計(jì)法試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后再進(jìn)行0.075mm洗篩，這種方法主要是考濾操作上可以省去一些繁雜的沖洗手續(xù)，在生產(chǎn)任務(wù)多的情況下可以節(jié)省很多時(shí)間，提高工作效率，，另一方面是由于在篩上經(jīng)過反復(fù)沖洗，易使土顆粒損失，這些都會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。這兩種試驗(yàn)方法均有利弊，因此為了提高質(zhì)量又兼顧工作效率，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123-2019規(guī)定，當(dāng)土顆粒中粒徑大于0.075mm顆粒含量超過總土質(zhì)量的15%時(shí)，應(yīng)先將其全部倒入0.075mm篩上沖洗，使篩上僅留大于0.075mm的顆粒為止，然后再將小于0.075mm顆粒進(jìn)行烘干再進(jìn)行密度計(jì)試驗(yàn);反之，可先不經(jīng)過篩沖洗的土樣，直接先進(jìn)行密度計(jì)法試驗(yàn)，再過0.075mm進(jìn)行洗篩。

4、密度計(jì)讀數(shù)時(shí)間的選擇：1、全曲線分析讀數(shù)法，是指采用0.5min，1min、2min、5min、15min、30min、60min、120min、180min、1440min等測(cè)讀密度計(jì)讀數(shù)。其中0.5min，1min、2min讀數(shù)后均需要重新攪拌。2、五點(diǎn)讀數(shù)法，是指測(cè)定1min、5min、30min、120min和1440min的5個(gè)讀數(shù)，這種方法簡(jiǎn)便、快捷，可以節(jié)省大量的測(cè)讀時(shí)間并且節(jié)省了大量的計(jì)算工作量，且可以避免多次在靜止的懸液中放取密度計(jì)對(duì)懸液的擾動(dòng)，減少了生產(chǎn)誤差的因素。不過在試驗(yàn)過程中還是需要根據(jù)不同種類的土樣可以適當(dāng)?shù)脑黾用芏扔?jì)讀數(shù)或縮短最后一次讀數(shù)的時(shí)間。密度計(jì)讀數(shù)時(shí)間選擇好了即可以節(jié)省讀數(shù)時(shí)間，又可以獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果。第一種讀數(shù)時(shí)間的選擇不適合開展生產(chǎn)任務(wù)繁重的工作單位，適合搞科研科題。第二種方法適合生產(chǎn)單位，即可以節(jié)省時(shí)間，又可以獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

二、顆粒分析試驗(yàn)粘粒含量在水利工程勘察中的作用

顆粒分析試驗(yàn)粘粒含量在水利工程勘察中有以下幾方面的作用：

1、凍脹性評(píng)價(jià)：

凍土是一個(gè)特殊土，在高寒地區(qū)是一個(gè)普遍存的一個(gè)問題。土的顆粒組成與它的母巖成份密切相關(guān)，凍土的母巖成份不同，凍土的分類、凍脹和融沉分級(jí)不同，總含水量也是不同，其表現(xiàn)出來的物理力學(xué)性質(zhì)也不同、平均融沉系數(shù)、融沉等級(jí)、融沉類別不同，最終確定凍土的類型不同。水利工程勘察中小于0.075mm粒徑含量大于10%即為凍脹性，在工程勘察中就應(yīng)提出防凍措施，反之，為非凍脹性土。在顆粒分析試驗(yàn)中，如果試驗(yàn)結(jié)果小于0.075mm數(shù)值剛好在10%，則試驗(yàn)為了驗(yàn)證它的準(zhǔn)確性需要進(jìn)行復(fù)核試驗(yàn)結(jié)果，這樣才能保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2、料場(chǎng)勘察質(zhì)量評(píng)價(jià)：

水利工程料場(chǎng)勘察中，粘粒含量是料場(chǎng)評(píng)價(jià)必不可少的一項(xiàng)目重要指標(biāo)，對(duì)于一般土填筑土料，粘粒含量質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)要求在10%-30%之間;對(duì)于碎（礫）石土、風(fēng)化土填筑料，粘粒含量質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)要求占小于5mm顆粒的15%-40%之間;對(duì)于一般防滲土料，粘粒含量質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)要求在15%-40%之間。如果粘粒含量在以上要求范圍之外，則在水利工程勘察中料場(chǎng)的選擇就受到了一定的限制。所以粘粒含量在水利工程勘察料場(chǎng)選擇中必不可少的一項(xiàng)指標(biāo)。

3、地震液化的評(píng)價(jià)：

粘粒含量是地震液化評(píng)價(jià)中必不可少的一個(gè)指標(biāo)。地震液化是地震發(fā)生時(shí)建筑物的安全評(píng)價(jià)的項(xiàng)目重要指標(biāo)，其危害和破壞程度很大，在工程勘察和設(shè)計(jì)中就引起高度重視，現(xiàn)從水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面進(jìn)行闡述。

地震液化在《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487-2008）判定方法：

1）土的液化判定工作可分初判和復(fù)判兩個(gè)階段。在初判中需通過土體級(jí)配曲線確定大于5mm、小于0.005mm的粒徑組含量，再結(jié)合地震設(shè)防烈度判定其液化的可能性;在復(fù)判中也需要確定土體的粘粒含量，依據(jù)相關(guān)公式計(jì)算其臨界值，再做出最終的判定。

4、滲透變形試驗(yàn)（多用于水利水電專業(yè)）：

土的滲透破壞一般分為三種形式：1）、管涌破壞。2）、流土破壞。3）、過渡型土包括（接觸沖刷和接觸流失），所以在做粗顆粒土滲透臨界坡降試驗(yàn)時(shí)，先要根據(jù)土的細(xì)粒含量確定土的滲透破壞類型再確定試驗(yàn)時(shí)滲透坡降的初始值及遞增值。如為管涌破壞，則滲透坡降初始值及遞增值要小一些。如為流土破壞，則滲透坡降初始值及遞增值應(yīng)大一些。過渡型土則介于二者中間。原則是既要測(cè)得試樣臨發(fā)生變形前的坡降，又能準(zhǔn)確地測(cè)得臨界坡降。土的臨界水力比降的確定也可以通過土體的級(jí)配曲線計(jì)算和粗粒土臨界坡降試驗(yàn)來互相驗(yàn)證試驗(yàn)成果數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

結(jié)語

所以，粘粒含量在水利工程勘察中的應(yīng)用很廣泛，它在水利工程勘察中對(duì)凍脹的評(píng)價(jià)、地震液化的判定、料場(chǎng)的質(zhì)量評(píng)定及比選，滲透穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)都有非常重要的作用，而顆粒分析試驗(yàn)中方法的選擇、含鹽量的高低、讀數(shù)時(shí)間的選擇、試驗(yàn)過程的次序都會(huì)影響到土的粘粒含量，所以在試驗(yàn)過程中一定要根據(jù)不同的土的顆粒組成來選擇不同的試驗(yàn)方法，并且要根據(jù)土含鹽量的高低不同來確定是否需要選擇洗鹽程序。

參考文獻(xiàn)

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[4]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010（2016年版）。