土工試驗標準【土工試驗中應注意的問題與實驗成果綜合分析】

土工試驗標準【土工試驗中應注意的問題與實驗成果綜合分析】土工試驗是巖土工程勘察的重要內容，在土工試驗室進行測試，可以取得土和巖石的物理力學性質指標，以供設計計算時使用。不同的建筑工程場地，具有不同的土質情況，實際工程中沒有任何建筑地點呈現(xiàn)出與任何其他地點土質情況特別相似的情形，即使在同一地點，土的性質也可能發(fā)生變化，有時甚至相當顯著，這就意味著，在進行詳細的設計之前，必須對每一地點的土質情況進行詳細地調查與測試。然而，由于巖土自身的不均勻性，取樣、運輸過程中的擾動，以及試驗儀器和操作方法的差異及試驗人員的素質不同，使得土工試驗中測試的結果存在這樣那樣的問題，導致測試結果失真，在一定程度上影響工程設計的準確性。因此，研究土工試驗中應注意的問題，分析土工實驗成果具有十分重要的意義。

1土工試驗成果綜合分析的必要性

土具有不同于其它建筑的特征。由于土是自然地質歷史產(chǎn)物，各種土的顆粒大小和礦物成分差別很大，土的三相間的數(shù)量比例不盡相同，而且土粒與其周圍的水分又會發(fā)生了復雜的物理化學作用，因此，造成土的物理性質的復雜性；土的物理性質又在一定程度上決定了它的力學性質，不同地區(qū)的土，又有不同的變化。土的物理性質、力學性質，相對于其它材料來說，是比較復雜的，如土的應力-應變關系是非線性的，土的變形在卸荷后一般不能完全恢復，土的強度也不是一成不變的，土對擾動還特別敏感等等。那么，通過室內實驗測出的土的性質，就存在一個是否準確的問題。如何確定數(shù)據(jù)的準確性，以及各個指標存在哪些必然的聯(lián)系，對于從事土工實驗的人員有很大的指導意義。

2土的物理指標及實驗成果分析

2.1土的常規(guī)物理指標：比重、密度、含水量實驗

土的常規(guī)物理實驗中，比重、密度、含水量，是其中三個最基本的實驗，用它們可以換算土的干密度、孔隙比、孔隙度、飽和度等指標，它們的大小不僅影響到其它指標，而且也關聯(lián)到土的力學性質。在實際工作中要注意土層是否均勻、取樣是否標準、土中是否存在其他礦物成份，土樣在運輸和存放期間保護是否完好，是否及時送到試驗室檢測等等。在這些影響因素中，有的屬于土樣客觀存在，有的屬于人為因素，無論屬于哪種，都需要實驗人員結合實際情況，克服不利因素，比較準確的測出土的物理指標。

2.2土的液限與塑限

對于工程來說，土的液限、塑限有著比較重要的實用意義。土的塑性指數(shù)高，表示土中含有較多的膠體粘粒，同時也表示土中可能含有較多的蒙脫石或其它高活性的膠體粘粒較多。因此，界限含水量，尤其是液限，能較好的反映出土的某些物理力學特性，如壓縮性、脹縮性等。在實際工作中，首先要搞清該工程要用什么標準去評定。比如國家標準、水利工程標準、公路工程標準還是鐵路標準等等。標準不同所采用的方法也就不同，應嚴格按照各標準執(zhí)行。

在實際操作中，還有以下問題需要特別注意：

（1）國家標準中把粘性土的狀態(tài)按液性指數(shù)的大小分為堅硬、硬塑、可塑、軟塑、流塑，而一旦測出土的狀態(tài)為堅硬或流塑，就會產(chǎn)生懷疑，所測土并不像想象中那么堅硬或流塑。其實，規(guī)程中對土的狀態(tài)的確定，只是在一定標準下，給土的狀態(tài)定名而已，并不是人們想象中的堅硬就應該像石頭一樣，流塑就像水流動似的。

（2）對于塑性指數(shù)小于10的土，以前叫做輕亞粘土，而新規(guī)程稱粉土。這種土存在是否會產(chǎn)生液化的問題，因此，要根據(jù)工程要求，進行相關的粘粒（小于0.005mm顆粒含量）的測定。

（3）測定土的液、塑限時取標準樣的問題，規(guī)程上大多規(guī)定土要過0.5mm的篩，才能進行實驗。在實際操作中，有一些土用眼睛觀察含有較多砂粒，一旦過0.5mm篩后做實驗，測出的土塑性指數(shù)可能很大，不能反映土的實際情況。因此，對于這種土最好能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，那么就不必再做液、塑限試驗，反之則可進行相應的液、塑限試驗確定土的名稱。

（4）有些土是處在雜土狀態(tài)，無法確定名稱，這種情況下，可以根據(jù)工程需要，作相應的處理。比如，以土中粘粒為主做試驗或以砂粒為主做試驗，目的就是反映土的真實情況，為工程建設服務。

2.3土的物理性指標對比分析

土的物理性指標間是相互關聯(lián)的，因此，當這些指標測出后，可以將這些指標放到一起，進行綜合分析，從而判斷這些指標的準確性。比如，在有些成果中，會出現(xiàn)飽和度超過100%的現(xiàn)象，這就說明，在某些實驗數(shù)據(jù)中，存在誤差或者錯誤，就需要根據(jù)實際情況進行調整，必要的情況下要重做實驗。再如：本來在開土的時候，發(fā)現(xiàn)土是處在硬塑狀態(tài)，而結果卻是土處在流塑狀態(tài)，這種情況，一則說明含水量測定有問題；二則可能液限、塑限結果存在誤差。大多數(shù)情況下，會是因為天然含水量不準造成土的狀態(tài)確定不準。通過一系列對物理性指標間關系的統(tǒng)一分析，可以提高實驗成果的精度，為工程建設提供準確的數(shù)據(jù)。

3土的力學試驗及實驗成果分析

3.1土的固結實驗

固結實驗是測定土體在壓力作用下的壓縮特性。在實際工程中，由于土層的壓縮，致使其上部建筑物或構筑物沿重力方向產(chǎn)生沉降。如上下土層的壓縮性不等，或上部建筑物荷載不一，皆可促成同一平面上的不均勻沉降。在天然地基設計中，常需根據(jù)設計的要求，控制建筑物的沉降量；或其他各部的沉降差在某一允許范圍之內，以滿足使用上的要求及建筑物的條件。因此，要測定土的壓縮性借以計算物或構筑物的沉降量，作為設計的控制數(shù)據(jù)。除一些特殊工程要在現(xiàn)場做外，大多數(shù)實驗是在室內進行的。影響成果準確度的因素也很多，有一些是比較容易找到原因的，如：在開土取土的過程中，感到土是較軟的或測出的液性指數(shù)較高，而測出的壓縮系數(shù)較小，這說明實驗操作有誤或記錄有誤，要檢查各個環(huán)節(jié)。找不出原因應采取補救措施，要重新取土測試。

3.2土的抗剪強度實驗

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?？辜魪姸鹊膶嶒炗卸喾N，在實驗室內常用的有直接剪切實驗、三軸壓縮實驗和無測限抗壓實驗。在現(xiàn)場原位測試的有十字板剪切實驗、大型直接剪切實驗等。相對來說，室內實驗的規(guī)律性，要比現(xiàn)場原位測試好得多。雖然如此，室內實驗測出的結果，有時和理論上的數(shù)據(jù)存在很大的差距。比如，無粘性土的C值應為0，而在大多數(shù)實驗中，測出的值不一定為0，這實際上也是正常的，因為在我們所測出的抗剪強度指標中，并不是說C值完全代表土的凝聚力，而Φ值也不完全代表內摩擦力，而是兩者互相包含，都代表土的抗剪強度的一部分。在有些直接剪切實驗結果中，有時甚至會出現(xiàn)粘聚力C為負值現(xiàn)象，主要原因在于取標準樣時，所取試樣的性質相差太大所致。也就是說不是同一種性質的土拿到一起做實驗，結果自然不會符合規(guī)律。因此，我們在判斷實驗結果是否準確，不能僅從理論上確定，而要考慮多方面客觀因素，結合實際分析，對土的受力情況有一個正確的判斷。

4物性實驗成果和力學實驗成果的統(tǒng)一對比與分析

土的物理性質和力學性質是緊密相關的。通常情況下，土的物理性質基本上能夠決定土的力學性質。因此，在GBJ7-89中，把它們之間的關系列成表格，可以根據(jù)土的物理性質，判定土的承載力。而在室內實驗中，也可以此為依據(jù)，做一比較。比如對于不同的密度、含水量、液、塑限的土，它的抗剪強度、