天津市政工程设计研究总院有限公司 天津市 300201
摘要：对土工试验操作中需注意的一些事项进行分析，为试验人员提供参考和方法，以便获得更加准确地试验结果，进而更好的服务于工程设计。
关键词：土工试验；注意事项；试验结果
引言：土工试验是工程地质勘察工作的一个重要环节，它为工程设计和工程地质勘察中研究土体变形机理及工程地质性质提供可靠的土的物理、力学性质指标。在土工试验开展过程当中，对于试验方法做一定要求，会使试验结果趋于真实，准确地反映真实地质情况。因此，深入分析和评估试验当中所需要注意的一些事项及对试验结果产生的影响，对于促进试验结果的准确性来说有着很重要的作用。
1土的物理性试验
土的含水率、密度及土粒比重三个物理性指标可直接由试验方法测定，它们是每种土的必须测定的基本指标，根据这三个指标，又可导出土的干密度、饱和土密度、孔隙比以及土的饱和度。
1.1土的含水率是指试样在105~110℃温度下烘干至恒重时，失去的水的质量和恒重后干土的质量比值，以百分数表示。
含水率试验中需要注意事项及分析：
1.1.1在做含水率试验时，应在打开试样后立即测定，避免土样水分蒸发和本身含水的流失影响试验结果。土样烘至恒重后立即称量干土质量，防止孔隙较大的土样吸收空气中水分，影响试验结果。
1.1.2试验时制样所取土样应具有代表性。土中含有少量姜石及杂物，应当从试样中剔除，因它不具有代表性会影响试验结果。若含量较多时，则取混合均匀的试样进行试验，并适当增加取样量。
1.1.3对含有有机质超过干土质量5%的土，应将电热烘箱温度控制在65~70℃的恒温下烘至恒重。有机质土在高温下，挥发会比较严重，影响有机质土的测试准确性。在较低的温度下烘干，有利于保持有机质土中的有机质含量。有机质挥发，也会使含水率测试结果偏高。
1.1.4铝盒的质量应调整为等质量，每半年校正一次，其误差不宜大于±0.005g。铝盒等质量可以简化计算，提高生产效率，而校正可以减少铝盒因磨损影响试验结果。
1.2.土的密度是指土在天然状态下单位体积的质量。它反映了土体内部结构的紧松，是计算土的自重压力、干密度、孔隙比以及地基承载力等地重要依据。
土的密度试验中需要注意事项及分析：
1.2.1用环刀切取试样时，应垂直下压，勿使环刀内壁与试样间留有空隙。环刀与试样间有空隙会使试样体积和质量变小，但计算体积不会改变，土样密度反而变小。
1.2.2切取试样时，一般不应填补，如确需填补时，填补部分布的超过环刀容积1%。试验是用来测定原状样密度，填补大量扰动土样不能代表它真实情况。
1.2.3试样制备完成后，两面要垫玻璃片，防止土样含水流失和扰动，使土样密度发生改变及影响固结试验和直剪试验。
1.2.4试验应选等质量的环刀，可以简化计算，同样可以提升试验效率，提高生产力，减少环刀因磨损变形影响试验结果。
1.3土粒比重是指土粒在105~110℃温度下烘至恒重时的质量与同体积4℃时纯水质量的比值。它是计算孔隙度、孔隙比和饱和度等的依据，所计算的指标不仅用于直接反映土的天然状态干湿及紧密程度，同时对于计算及研究土在外力影响下所产生相应的物理变化也具有重要作用。
土粒比重试验中需要注意事项及分析：
1.3.1试样采取烘干，可减少计算中的累积误差。也可适合于含有有机质、可溶盐、亲水性胶体等的土的用中性液体测定。
1.3.2试验用液体，一般规定土中有机质含量小于5%时，可采用纯水。有机质超过5%的土、易溶盐含量大于0.5%的土、含水性胶体的土采用中性液体（如煤油）。
1.3.3排气方法，一般采用纯水做试验时采用煮沸法，但砂土在煮沸时砂粒容易跳出应采用抽气法排气。采用中性液体时也应采用抽真空排气法排气。
1.4.界限含水率是指土从某一状态过渡到另一状态的含水率。对工程有实用意义的主要是液限含水率、塑限含水率和塑限含水率。
液、塑限联合测定法的注意事项及分析：
1.4.1本试验宜采用天然含水试样，当土样不均匀含有较多姜石和杂物时，采用风干试样并过0.5mm筛。因为土样烘干后所含的有机质和胶体颗粒部分发生变化，使土的原有塑性发生改变，试验结果将明显偏低。
1.4.2土试样在加水或吹干操作后，应充分拌均匀再做试验。
1.4.3土试样的三个点的锥入深度应控制在3~5mm、9~10mm和15~17mm之间。
1.5.颗粒分析试验是测定干土中各粒组质量占该总土质量的百分比。根据颗粒粒度组成可进行土的分类及概略判断土的工程性质及建材选料之用。
颗粒分析试验的注意事项及分析：
1.5.1根据土的性质和工程要求可适当增减不同粒径的分析筛。比如根据经验粗略判断土粒径组成，选出合适分析筛。
1.5.2易溶盐含量较大时，应进行洗盐。因未经洗盐，易溶盐会溶于水，造成土样总量减少，颗粒分析结果可造成粉粒含量高，黏粒含量偏低。
1.5.3对一般易分散的土试样用浓度4%六偏磷酸钠作为分散剂。它使土更加充分分散，不改变其它，试验结果更加准确。
2土的力学试验
2.1土的渗透试验是利用一些试验器具测定岩土的渗透系数的试验。渗透系数是土的一项重要力学指标，它将用来分析土的渗透性能及分析基坑开挖边坡的渗透稳定性，以及计算地层渗流量等。
渗透试验的注意事项及分析：
2.1.1试样在做渗透试验前，应真空抽气饱和。试样饱和是变水头试验中的重要问题，土样的饱和度愈小，土的孔隙内残留气体愈多，使土的有效渗透面积减小。
2.1.2试验用水应采用纯水，减少水中空气的影响。
2.2.土的固结试验是了解试样在荷载作用下产生变形的过程。可用来分析、判别土的压塑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。
固结试验的注意事项及分析：
2.2.1饱和土的固结需要一定的时间才能完，整个试验过程应严格按照试验方法执行，不得采用快速法。比如黏土的颗粒很细，固结排水很困难，因此需要很长时间。
2.2.2在切削试样时应选用合适工具，尽量避免扰动土样结构，切削环刀两面时，尽量一次完成，避免堵塞土样孔隙。因为各类地基土压塑性的高低取决于土的类别、原始密度和天然结构是否扰动等原因。
2.2.3透水板应经常保持平正、干净、透水性良好。透水板的良好对保证固结试验排水的通畅，固结的时间有很大的影响。
2.3.直接剪切试验是对土样做剪切试验，从而测定土的抗剪强度指标的一种试验方法。土的抗剪强度，是指土在外力作用下抵抗破坏的极限强度。
直接剪切试验的注意事项及分析：
2.3.1固结快剪试验应控制剪切速率为0.8mm/min，要求在3~5分钟剪损，其目的是在剪切过程中尽量避免试样有排水现象。因受仪器结构的限制和为了生产效率，应通过预压仪提前把土样固结完成。
2.3.2快剪试验在试样安装时应以硬塑薄膜代替滤纸。快剪试验测定土在天然状态下通过快速剪切得到土的抗剪强度，因此应尽量避免有排水现象。
2.3.3在制备试样时，同一组试样密度要求尽量相同。因为影响土样抗剪强度除颗粒大小、形状外，试样的密度是主要因素。
2.3.4在做固结直剪试验时，砂土无须用预压仪固结，直接可用直剪仪试验。因砂土渗透性较大，在荷载作用下很快固结。
结束语：总的来说，通过对土工试验中各类试验方法的注意事项的分析，可以保证试验结果的准确性和真实性，新入职的试验人员可以更好地理解试验操作注意问题，加快培训，顺利开展试验工作，从而为工程设计的安全提供充分的保障。
参考文献：
[1]徐张建.《工程勘察试验员》.中国建筑工业出版社.
[2]中华人民共和国行业标准（JTG 3430-2020）.《公路土工试验规程》.
[3]中华人民共和国行业标准（GB/T50123-2019）.《土工试验方法标准》.