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摘要：土工试验的质量好坏直接影响到整体的建筑基地和房屋建筑的施工质量。在施工时一定要做好土工试验，确保土工试验结果的安全性和可靠性。本文分析了土工试验主要关注的六大因素，并从制备试样、试验过程以及对试验结果的分析等三个方面分析了开展土工试验需要关注的几个常见问题，希望施工单位在进行土工试验时能及时避免可能出现的问题。
关键词：土工试验；建筑地基基础工程；影响因素
建筑基地的施工需要多种多样的材料，土作为建筑基地最为重要的材料之一，在岩土勘察工作中占据一席之地。土质的类型和质量是对土类进行定名并划分土层的重要参考依据之一，同时也是开展工程设计和施工需要考虑的重要参数。土工试验的质量好坏直接影响到整体的建筑基地和房屋建筑的施工质量。土工试验一般在室内进行，在操作过程中容易受到各方面因素的影响，存在不可忽视的一些问题。本文分析土工试验中可能的影响因素，并从制备试样、开始试验和处理数据三个方面对容易引起土工试验质量成果的几个方面进行积极讨论，积累今后土工试验的宝贵经验。
一、土工试验过程中的主要分析因素
在施工前完成土工试验，其试验结果得出的各类物理和力学参数将对工程质量有很大的影响。严格遵守试验规章和操作流程能为施工提供可靠的物理力学指标。但进行土方试验的过程中，由于一些客观因素的存在和试验员的操作与理解的不同，容易影响到试验结果的真实性。为了减少试验偏差，需要排查各种可能的影响因素，以便试验员在操作中能消除主观影响，减少不良因素引起的消极后果。对不同土方试验资料进行整理，土工试验过程中主要分析以下因素：
1.含水率。含水率指的是将试样在105～110 ℃的温度进行下、烘干至恒重，失去的水分质量与恒重质量的比。一些特殊的土质烘干温度不同。含水率的变化会影响到一些物理指标，如密度等，也会影响到一些力学指标如强度和变形等力。
2.密度。环刀法通常用来试验土的密度，将已知体积的环刀压入土样，测算出质量与体积的比就是土样的密度。
3.颗粒比重。颗粒比重指的是土颗粒在105～110 ℃温度下进行烘干至恒重，颗粒质量与同体积4 ℃时的纯水质量的比。颗粒比重试验中主要测量瓶重、瓶水重、瓶土重和瓶土水重等四个质量，关键点是要充分将水中、土中的气体充分排出。
4.界限含水率。随着含水率的变化，土一般会经历液态、可塑态、半固态和固态几种状态。根据临界态的不同，可以分为液限、塑限和缩限等。实际施工时土的粘性一般由液限和塑限来加以判断。
5. 直剪试验。这种试验一般选择4个试样，水平剪切力作用于不同的垂直压力方向来测试式样的抗剪程度，再依照库伦定律就土的内摩擦角和内聚力加以确定。依照垂直压力和水平剪力施加速度的快慢，可以分为快剪试验和固结快剪试验。
6.固结试验。在固结容器内安装好试样，侧向抑制其变形，在垂直方向不断施加载荷，待载荷沉降较为稳定后再继续进行下一级的施加载荷。
二、土工试验的常见分析
1.制备试样过程。从上述土工试验的分析因素可以看到，土工试验主要包括含水率试验、密度试验、液塑限试验、剪切试验和固结试验等。其中，土工试验的关键环节是切取环刀和液塑限试验的闷土部分。切取环刀在密度试验、直剪试验、固结试验中都需要用到，其质量的好坏对数据的合理性有直接的影响。
实验人员在切取环刀时常有不规范的操作：不使用削土器而直接使用手掌压环刀，这容易导致用力不均，使得切取的土样体积小于环刀体积。在切取时没有对土样进行垂直下切，使环刀发生倾斜，影响到有关测定指标的准确性。在切削过程中对土样进行反复旋转或反复刮削表面，造成对指标不合理影响。切好后，没有仔细检查土样上下表面与环刀是否持平。土颗粒充分浸润，确保试验数据的真实性， 在测定界限含水率时要进行24小时的加水闷料以保持土颗粒的充分浸润，但在操作时容易出现闷料时间短甚至将闷料的过程忽视掉的情况，导致界限含水率的误差较大。这些都是在制备试样过程中应当重视的地方。
2.试验过程。是否采用适当的试验方法、完整的试验步骤、规范的试验操作等，都对土工试验的结果可靠性有很大的影响。在测定含水率时常使用烘干法，这种方法操作简便，较少有误差，但如果试验员没有在开样时进行及时测定，就会损失一定的含水率，产生错误的试验数据。环刀法是常用的密度测定法，操作简单，在进行试验时，试验员要用卡尺测量出环刀的内径和高度，但他们可能存在读尺不准确的错误，导致数据出现误差。同样的，锥式液限仪法和搓条 法分别是土的液限、塑限的测定方法，使用锥式液限仪法时，容易出现填土入杯时不均匀、有空洞的现象，而为了追求杯口平整进行反复抹压则容易使得表面发生液化，使液限值不稳定。搓条法对土样有一定的要求，需要选择含水率塑限的土样，进行试验时容易因试验员没有及时将空心、粗细不达标的土条及时清理，使得实验出现误差。通常用快速直剪试验来测定土的抗剪性能，很多细节没有注意就容易造成试验偏差：例如没有区分上下透水石，要在剪切盒底部放置较厚的，在顶部放置较薄的，位置不能发生对调，否则压缩加载土样后，会影响剪切面的高度。对杠杆进行调平、密封剪切盒等也容易成为被忽视的问题。此外，把握手轮的转速匀速进行和试验的标准上存在一定的难度，试验员很难一圈读一数，仅仅关注峰值来判断是否剪断，但峰值在剪切的过程中通常不太稳定，这就使得数据会存在很大的误差。在固结试验过程中，不规范的方法容易引起较大的数据偏差。试验中常使用到杠杆式压缩仪，用砝码对杠杆进行加压，操作中的一些问题也会导致试验数据的偏差，如加压时冲击力过大则会导致偏大的变形，没到压缩时间就立刻进行下一级的加压等。
3.数据处理。对土工试验进行数据处理，主要包括分析原始数据分析、计算指标、核对指标数据和进行统计分析。由于土体本身属性较为复杂，以及在制备试样、试验操作中可能存在的一些问题，进行试验时通常会有一些异常的数据出现，导致数据的不合理不准确。分析原始数据使，要在充分了解土体的成因和类型、成分和结构、构造的差异等基础上，将散落在各个变化区间中的试验点数进行统计，根据数据变异情况进行特征划分。一般来说，如果在中段出现了明显的峰值两端的频数对很小，则表示为正常型，如果峰值出现不明显，且存在很多的峰陡壁等，则说明数据有较大的离散程度，这些不够合理的数据要被判定为异常型，应当加以舍弃，重新搜集有效的数据。
三、结束语
综上所述，土工试验能为房屋建筑和工程勘察提供有效的数据结果。土工试验测试结果的准确与否，直接关系到整个建筑工程的使用安全和使用质量。在土工试验过程中，一般关注含水率、密度、颗粒比重、界限含水率、直剪试验、固结试验等几个因素。将土工试验应用于建筑地基基础工程中，要着重避免在制备试样、试验过程和数据的处理分析的偏差，重视试验中容易出现问题的关键点和关键环节，同时充分建立在科学统计的基础上分析试验结果，使得土工试验最终能够呈现出真实、合理的试验数据，客观的反映勘察结果，进而使得下一步的工程施工能够安全、合理、有序的进行，避免因试验结果不准确而导致工程建设施工的浪费，给工程施工带来不良的影响。
参考文献
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[2] 窦宜. 土工实验室测定技术[M]. 水利水电出版社, 1987.
[3]GB50202-2018. 建筑地基基础工程施工质量验收标准 [S].