土工试验指标影响因素分析 廖思瑞

发表时间:2020/6/2   来源:《基层建设》2020年第4期   作者:廖思瑞
[导读] 摘要:土工试验是一门检测项目工程土层特性的测试技术,土工试验是指对岩和土的物理、力学、化学性质和矿物成分的测试,为工程勘察提供重要的参数,是岩土工程勘察中重要组成部分,其准确性直接影响工程的安全和质量。
        广西金科源建设质量检测有限公司  广西贺州市  542800
        摘要:土工试验是一门检测项目工程土层特性的测试技术,土工试验是指对岩和土的物理、力学、化学性质和矿物成分的测试,为工程勘察提供重要的参数,是岩土工程勘察中重要组成部分,其准确性直接影响工程的安全和质量。简述土工常规试验操作步骤,对土工常规试验数据影响因素进行总结,并对如何提高试验数据准确性提出意见和想法。
        关键词:土工试验;数据指标;结果分析;影响因素
        引言
        在进行工程设计之前,首先要仔细检测工程所在地的土质,由于土自身具有一定的特性,所以在进行取样及土工试验所采用的设备、方法和人员之间的差异,都会在一定程度上造成试验结果出现偏差,从而降低了工程设计方面的准确性,也不利于保证工程安全性和稳定性。因此,要严格遵照有关程序及要求进行试验,并对实验中所产生的问题进行有效处理,不断创新和完善测试的手段和方法,提高土工试验的测试精度,以保证试验数据的准确可靠。
        1做好土工试验的重要作用
        土工试验的重要性不言而喻,使用科学的仪器设备,运用科学的技术并遵循行业的相关标准和准则对土质进行准确的试验,可以从整体上判断土质的性质和物理学指标。最终得到的实验结果可供施工人员进行参考。此外,通过具体的实验过程,可以对边坡地基的稳定性进行判断,从而判断出建筑物是否存在地基沉降等不良现象。但是土工试验在进行过程中容易受到多种因素的影响,例如单个区域的土样并不能代表所有地区的土质,土样在运输过程中遭受风化或者颠簸等都会使试验结果产生影响。从而造成试验结果出现不准确的现象。这就给岩土勘察工作带来很大的不便。从另一个方面来讲,土工试验中具体指标参数的科学性和可靠性影响了整个施工的过程和结果。在试验过程中,有些试验人员专业能力比较欠缺,使用的设备不一致,会造成试验结果出现很大的差异。从而导致各类现象的发生。因此想要降低土工试验的误差,需要对试验的结果进行综合分析,对其试验参数的准确性进行判断和筛选,从而提高岩土勘察的准确性。
        2基本试验操作过程及影响因素
        2.1密度试验
        测定土的密度,可用来计算土的干密度、孔隙比、孔隙率、饱和度等。密度试验有环刀法、蜡封法、密度湿度计法和灌砂法等。主要以环刀法为主,密度试验须进行两次平行测定,两次测定的差值均不得大于0.03g/cm3,取两次测定的平均值。环刀法是使用环刀直接压入土样里,所以土样的结构得到很好的保存,通过室内试验测出的数据可以反映原始土样的物理状况。对密度试验的数据产生影响的因素有:①土质不均匀、互层、土样含有姜石等物质;②环刀切取时产生的问题;③样品在运输过程中是否扰动,如土样扰动再进行试验,产生的数据没有任何意义;④开土人员在开土过程中带来的影响等。
        2.2土的固结试验
        土的固结试验是了解试样在荷载作用下产生变形的过程。其目的是测定试样在有侧限与轴向排水及受稳定荷载作用下变形和压力或孔隙比和压力以及变形和时间的关系。以便计算土的单位沉降量Si、压缩系数av、压缩指数Cc、回弹指数Cs、压缩模量Es、固结系数Cv及不扰动土的先期固结压力Pc等。可用来分析、判别土的压缩特性和天然土层的固结状态,计算土工建筑物及地基的沉降,估算区域性的地面沉降等。在试验过程中,要严格按照国家标准进行操作,出现问题要及时解决。如在开土的过程中,感到土是较软的或是测出的液性指数较大,而测出的压缩模量较大,说明实验操作有偏差,或者是记录有偏差、仪器有较长时间没有校正等原因,致使仪器变形量过大;如感到土较硬而测出的压缩模量较小,则可能是所取土样中已存在扰动结构面或已进水等,这种情况下要检查各个环节。

目前国内固结仪的加压方式有杠杆式、磅秤式、气压和液压式不论采用何种加压方式,其准确度应符合现行国家标准《单杠杆固结仪》(GB4935-96)及《土工仪器的基本参数及通用技术条件》(GB/T15406-94)的技术条件。固结仪每年应定期鉴定和校验,仪器如因零件调换、搬迁或受剧烈振动等其他因素影响,应随时给以校验,以确保性能完好、量值准确。
        2.3直接剪切试验
        在抗剪强度的试验中常用的方法主要有直接剪切试验、三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验。其中直接剪切试验受到仪器结构的限制,出现不少问题,但由于此方法被普遍应用在生产实践中,积累了一定的经验。本文就直接剪切试验提出以下几点常见问题:直接剪切试验的受力条件比较复杂,在排水条件方面也不容易控制,在编号为GB/T50123-1999的土工试验方法标准中,第18条明确规定快剪试验适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土。粉质黏土渗透系数一般大于10-5cm/s,粉土渗透系数值更大,实际上即使加快速率也难免排水,对于渗透系数大于10-6cm/s在土类,应在三轴仪上进行剪切试验。在室内对粉土及粉质黏土进行直接剪切试验时发现:峰值强度很少存在于四级荷载下,大多数要剪切至位移6mm处,剪切强度指标具有较差的回归性,所以只能把剪切强度的指标作为参考。另外,还要强调的是虽然一些较软弱的土满足渗透系数的要求,但当二级荷载加上时,容易造成土样挤入透水石和剪切盒间缝隙,使剪切无法再进行下去。由于直接剪切试验的操作比较简单,大大减少了对土的强度指标的可信度,因此在进行直接剪切试验时,要对加荷条件进行明确,控制剪切的速度频率,要分次对土样轻轻的施加垂直压力,避免挤出土样。
        3土工试验技术过程中需要注意的具体事项
        3.1建立以项目为中心的土工试验数据库
        在日常的工作过程中,经常会遇到由于试验指标不全面或者短缺必要的参数而造成不能准确反映工程特性的情况,还有一些参数比较单一和独立,和其他参数之间没有必要的联系,这对于试验结果的分析来说无疑是有难度的,因此需要建立与原状土样的相关数据所对应的数据库,从而为后期参数不全的现象提供参考。建立数据库的最终目的是利用数据库最终的科学分析来对工程施工的全过程提供参考,从而提升施工的总体效率,达到从控制指标到控制施工质量的目的。
        3.2提高土工试验成果的主要措施
        (1)建立并完善相关土工试验规章制度,对各项试验的操作过程进行严格规范。定期保养及检测试验仪器,及时更换那些不符合标准的仪器或设备,及时整修对试验质量造成影响的仪器。(2)定期组织试验人员学习相关规范规程,并要求试验人员能正确判断试验得出的数据,对出现偏差及异常的数据,能找出原因并且重新更正。开展一些技术交流及讲座的活动,让试验人员了解决相关检测项目的目的和原理,以提高试验人员的整体技术业务水平。
        结语
        土工试验目的是为工程服务,通过试验测定土样的物理性质和力学性质指标,对测得的数据进行统计,得出进行岩土力学计算的参数,进而编制岩土工程勘察报告。含水率、密度、比重、液塑限、抗剪强度、压缩变形量等作为土工试验基本指标,其数据的准确性直接影响到勘察报告的质量,因此,试验人员在工作中要消除各类影响因素,减少数据的偏差,保证数据的准确性,为岩土工程勘察提供准确的土工试验成果报告。
        参考文献
        [1]陈秋菊,路冬强.浅析土工试验中常见问题及解决对策[J].商品与质量,2015(35).
        [2]虞跃,陈海军,沈云兴,李清.浅谈土工试验室安全管理[J].中国检验检测,2018(03):66+43.
        [3]黄文生.简析土工试验过程中的主要影响因素[J].港工技术,2017,54(2):105-108.
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