岩土土工试验数据可靠性检验方法探讨

发表时间:2016/1/18   来源:《工程建设标准化》2015年9月供稿   作者:李水平
[导读] 浙江华东建设工程有限公司,浙江 作为岩土土工试验数据的重要方面,其可靠性检验在近期得到了有关方面的高度关注。

李水平
  (浙江华东建设工程有限公司,浙江,310010)
  【摘  要】随着岩土土工试验数据可靠性要求的不断提高,研究其检验方法凸显出重要意义。本文首先对相关内容做了概述,分析了影响常见物理试验和力学试验质量的因素。在探讨土的物理性质的基础上,研究了土工试验数据的校核。
  【关键词】岩土土工试验;数据;可靠性;检验方法
  一、前言
  作为岩土土工试验数据的重要方面,其可靠性检验在近期得到了有关方面的高度关注。该项课题的研究,将会更好地提升对试验数据可靠性检验的实践水平,从而有效优化该项工作的整体效果。本文从概述相关内容着手本课题的研究。
  二、概述
  勘察对象重点包括房屋建筑、市政工程、道路、桥梁、地基处理等,主要包括工程项目测绘、勘探、土质采样、现场检验检测、室内试验等,对场地工程质量条件进行定量分析,根据检测数据,制定工程所需要的成果报告。
  岩土勘察工作需要按照相应的步骤和次序来逐步进行,其中包括对工程可行性的研究、初步勘察和具体勘察等步骤,每个步骤都有着不同的作用,其中工程可行性的研究是对地区的地址条件进行全面的勘察,保证地址环境能够达到工程施工的基本要求;而初步勘察工作和具体勘察工作是对勘察的内容生成详细的数据报告,从而确定保证勘察的结果能够符合施工设计的要求。
  三、影响常见物理试验和力学试验质量的因素
  1.含水率试验
  土的含水率定义为试样在105--110。C温度下烘至恒量时所失去的水质量和达恒量后干土质量的比值,以百分数表示,准确至0.1%。一般情况下平行试验允许差值为1%。
  2.密度试验
  环刀法是测定试样密度的基本方法,也是土工试验室最常用的方法,平行试验的允许差值为0.03g/cm3。平行试验超差是该项试验最常遇到的问题。由密度计算公式ρ。=m。/v可知,影响试验结果的不外乎两个原因――质量和体积。质量包括环刀质量和试样质量,体积包括环刀体积和试样体积。
  3.颗粒分析试验
  颗粒分析试验经常出现的问题是砂粒、粉粒、粘粒的百分含量与含水率、液限、塑限、塑性指数不匹配,分析其原因与以下几方面有关:
  (一)巨粒土
  颗粒分析试验中较大粒径的姜石容易辨别、剔除,粒径<2mm小姜石往往被当作砂粒处理,增加砂粒的百分含量。经洗筛烘干处理的小姜石与砂粒混在一起,其外型特征明显,剔除不难,稍加用心可以减小砂粒含量上的误差。
  (二)坩埚
  移液管法的颗粒分析试验要用到坩埚。直观上人们以为坩埚质量是恒定的,事实并非如此,坩埚质量变化是常发生的,对试验数据的影响是不能小窥的。每次颗粒分析试验前需对坩埚质量进行测定。
  (三)粘质粉土
  一般情况下试样随其塑性指数增大,水溶性减小,浸泡过夜,有时粘粒也不能完全分散开。为避免这种偏差,需在沸煮前用玻璃棒充分碾散。
  (四)煮沸
  试样含有>2mm粒径大砂粒时,大砂粒与粉粒、粘粒比热差大,煮沸过程中大砂粒会“跳”起,同时小部分溶液溢出。实际操作遇到这种情况,需调低煮沸温度,以免溶液溢出。
  (五)非均匀土试样
  试样不均匀是地基土的真实反映,主要表现形式有粉土含粘性土团块,粘性土含砂粒。颗粒分析试验时应充分考虑到这一点,取用液塑限试验容器内的试样为宜。



  四、土的物理性质分析
  土的物理性质指标中对力学指标有密切联系的指标,主要包括颗粒组成、比重(Gs)、湿密度(ρ)、干密度(ρd)、含水率(ω)、界限含水率(塑限含水率ωP、液限含水率ωL)、孔隙率n、有效孔隙率ne、饱和度Sr、不均匀系数Cu等。
  在宏观上被视为均匀的土层,其物理和力学性质却随位置上的不同而不是均匀的。此外,由于雨水、地下水位和气候的变化等环境因素也造成其性质的不均匀性。另外,扰动土样拌合不匀,试样数量过少,土样烘干的时间和温度等都会影响土工试验的含水率准确性。因此,在测定这些指标时不仅应按有关规程规范进行操作,还应根据试验目的和要求而定。若为了了解全土层综合而概略的含水率,可沿土层竖向切取土样,拌合均匀后测定其含水率;比如渗透试验、是配合压缩、抗剪强度,应在切取环刀的上下两面取土样,这样可以了解到土层含水率的真实情况,并能更透彻的分析试验成果。
  界限含水率,是指黏性土从一个稠度状态过渡到另外一个稠度状态时的分界含水率,也称稠度界限。界限含水率目前常使用的测试方法有液、塑限联合测定法,碟式仪液限试验法,滚搓法塑限试验法,收缩皿法和缩限试验法,是为了确定粘性土由流动状态,可塑状态和半固体状态、固体状态相互转化时的分界含水率,它是土工试验中的粘性土基本指标之一。为划分土类,计算天然稠度,塑性指数,供工程设计和施工之用。
  在制备土样时应尽可能以天然湿度进行试验,如土中含有大量的大于0.5mm的粗粒,则宜用风干土。对于粘性土尤其是淤泥质土的试验土样须浸润过夜,才能试验,否则结果会偏大。采用搓条法时应保证土条内外湿度均匀,防止外干内湿,防止空心现象。对比试验的资料表明:对粘性土,5s、15s、30s的下沉读数保持基本不变;而对粉土,由于试样在锥体作用下发生排水,使锥体继续下沉,有时长达数分钟后才能稳定。对此资料表明:对于低液限土,下沉深度随时间增加。在高含水率时,5s与15s下沉深度最大差值可达2mm;但低含水率时差值较小,一般在0.5mm上下,由此引起的含水率差值并不太大,一般情况下不超过1%,个别情况略大于1%。
  五、数据的校核
  1.取样时对土样冲击次数多:有时土样在取样器里因为受到冲击的次数太多,人为对土样无意的冲击作用,相当于土样受到一定的压力,在孔隙中水分被挤出,所以土样就会变硬,变大的还有密度P,压缩系数a变小、压缩模量Es增大、孔隙比e变小等,是自然试验得出的结果,但是根据这些数据对承载力进行确定,由此试验结果所确定的承载力就会大于实际土层的承载力。
  2.开土要按规范严格操作:原状土样包装皮在开启的时候一定要小心,开启之后,要对土样的上下和层次进行辨别,要整平土样的两端,在没有特殊要求的时候,天然层垂直的方向就是切土方向,取样的时候,要取得整个样中最具有代表性的部分,与此同时,要在贴近环刀的部分来对含水量试验样进行取样,并且要有很快的取样速度,以避免散失水分,反之,样品散失的水分就会造成w含水量、e孔隙比、IL液性指数变小的结果,造成地基承载力变大。
  六、结束语
  通过对岩土土工试验数据可靠性检验方法的相关研究,我们可以发现,该项工作的顺利开展有赖于对多项优势因素的掌控,有关人员应该从岩土土工试验的实际情况出发,利用优势因素,制定最为符合实际的数据可靠性检验实施策略。
  参考文献:
  [1]谢永德.土工试验常见问题探讨[J].西部探矿工程.2012(03):88-89.
  [2]聂泽明.岩土工程勘察技术的发展趋势[J].中华民居.2012(01):11-13.
  [3]殷宗泽.等.土工原理[M]北京,中国水利水电出版社.2013(04):50-52.

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