摘要：通过室内土工试验，可以为工程设计施工提供可靠的物理、力学性指标参数，是工程设计的依据。作为岩土工程勘察中非常重要的技术手段之一，室内土工试验数据的准确性直接关系到工程设计的准确性。在此，本文将着重分析室内土工试验常见的一些问题以及提高试验数据准确性的相关对策，以供参考。
关键词：室内土工试验；常见问题；试验数据；准确性
1前言
在岩土工程勘察中，要准确勘察场地的工程地质条件、水文地质问题、地基土的岩性和土层性质等，其主要是采用工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内土工试验、现场检验和检测等技术手段，才能最终对场地的工程地质条件进行定性或定量分析评价。其中，室内土工试验是非常重要的一个环节。但由于土不同于其他建筑材料的特征，各种土的颗粒大小和矿物成分差别很大，土又会与周围的水分发生复杂的物理化学作用，由此导致了土的物理性质较为复杂，这也在一定程度上决定了它的力学性质。而且，土样对扰动非常敏感，加之试验设备以及试验人员操作方法等方面主观因素的影响，都会对其试验结果是否准确有很大的影响。而试验数据的准确性必然就会涉及到工程设计参数的准确性。在此，本文将着重探讨室内土工试验常见问题及试验数据准确性的相关问题，以期和同行们共勉。
2室内土工试验常见问题及试验数据不准确的原因
2.1在做土样物理性试验时，主要是取得土样含水量、密度和比重这三个物理指标。其中，含水量是最容易变化的一个物理指标，如土层不均匀、取样不标准，以及在运输和存放过程中，或是在室内进行试验时，使用风扇或者空调，都会导致土体失水而使其含水量减小，致使试验所获得的数据不够准确。密度，不同的土样密度值不同，但相较于土的含水量而言，某一个土样的密度是相较稳定的，一般是做平行测定。但实践中发现，土质不均匀，或是环刀变形、刮刀磨损，所测得的平行测定值相差较大，很难准确地体现土样的密度。
2.2土的力学性试验方面
1.通过土的固结试验，主要是为了测定土的压缩性指标（如土的压缩系数av、压缩指数Cc及固结系数Cv等），以此来计算建筑物或构筑物的沉降量。在试验时，如果环刀内壁不够光洁，导致土样被扰动了；或是在试验时未试验人员未能严格按照国家标准进行试验，加压设备没有垂直地在瞬间施加各级规定压力等等，都有可能会导致试验数据出现误差。在试验时，如果土样较软，但测出的液性指数、压缩模量较大；或是土样较硬，测出的压缩模量较小，均说明试验操作有误。
2.通过土的抗剪强度试验，主要是评价地基的渗透问题、变形问题和强度问题，这是土的重要力学性质之一。如，检测地基是否稳定及其承载力，挡土墙的土的压力等，都需要用到土的抗剪强度指标。一般，室内进行抗剪强度试验常用的有直剪试验、三轴剪切试验等。但由于受到土样扰动的影响，在进行室内试验时，很可能所测得的抗剪强度指标和理论上的数据相差很大。如抗剪强度试验测出粘聚力C值有时会出现负值的现象，主要原因是所取的一组试样的性质相差太大，自然不符合规律，故土样制作时需取有代表性的土样。
3.土的压缩特性和抗剪强度有着一定的关系，利用这种关系，可直观判断压缩结果和抗剪结果是否正确。一般情况下，土的压缩性越高，压缩模量越低，而它的抗剪强度则越小，即压缩模量与抗剪强度指标正相关。当然，在有些情况下，要求做固结快剪，这种关系就不一定成立，需要按实际测出的强度情况判断。
2.3土的物理性质和力学性质是紧密相关的。由于土对扰动较为敏感，其在外力作用下变形，就会影响到其物理性质，从而会影响到其力学性质。一般，土的物质成分、结构、密度与含水量等会影响土的力学性质，其压缩曲线的形状与土样的成分、结构和构造以及密度、含水量等有关。如，含水率ω对土的力学指标的影响最为明显。一般情况下，同一类土，含水率越大，压缩模量Es、内摩擦角、粘聚力C越小，反之亦然。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，在进行室内土工试验时，当所有的试验指标出来后，应根据指标之间的相关性对实测指标进行分析，一旦发现不符合规律或不符合实际情况的各项指标，应根据实际情况做相应的调整，有必要时还应重新再次试验。
3提高土工试验数据准确性的一些措施
3.1使用符合国家标准的仪器或元部件。在选用仪器时应从量程范围、测定的准确度和稳定性来考虑，且仪器在投入使用前应由具有国家质量技术监督部门授权准予的计量检定部门检定合格后方可使用。另外，应定期对仪器设备进行保养，如检查用于测试含水率的铝盒、测试密度的环刀质量是否一致，检查环刀是否变形、环刀的刃口是否呈凹形、液塑限仪的圆锥是否磨损、透水石磨损情况等，以确保试验仪器均符合国家标准。
3.2严格按国标及有关规范规定进行试验操作。目前，室内土工试验主要依据的是《土工试验规程SL237-1999》和《土工试验方法标准GB/T50123-1999》。此外，如做直剪试验时要明确排水条件，控制剪切速率，对土质松软的土样，要分次轻轻施加垂直压力，以防土样挤出；在检测土的比重时，不要直接采用比重的经验值，而应通过收集整理这方面的数据，建立适合本地区各类土的比重值，等等。
3.3利用计算机进行数据处理。如微软公司的Excel的制表、计算、逻辑判断、图表、数据库等功能完全能够满足土工试验数据处理的要求，可以处理土工试验中所有的关系曲线。Excel可处理土工试验中的直角坐标类、对数坐标类关系曲线，强大的图表功能使其能轻松制图求解参数指标，而无需借助其他绘图软件。如直接剪切试验之快剪试验中的抗剪强度与垂直压力关系曲线，借助Excel的公式与函数功能就可直接算出摩擦角和粘聚力。
3.4综合分析试验指标
土的物理性质试验指标之间的综合分析。土的基本物理性质表明土的密实程度和含水状态，反映土的物质组成和结构特征，各项指标之间是互相关联的，因此，当试验指标出来以后，应对这些指标进行综合分析，从而对指标的准确性进行判别。如有些成果中出现饱和度超过100%的现象，这说明：在天然含水量、天然密度、土粒比重的测定试验中存在问题，应根据开土记录综合考虑，可从密度、含水量中选择反映土实际情况的指标，或推算含水率，然后再进行各项指标的计算。
土的物理性质指标和力学性质指标间的综合分析。土的力学性质主要取决于土的物质成分、结构和构造特点，还与受力条件有关。土在外力作用下的变形实质上是由于土粒或集合体及不同类型的水和气体相互移动的结果。因此，土的物理性质和力学性质具有密切相关性，在受力条件相同的情况下其力学性质主要取决于土的物质成分、结构和构造特点，其压缩曲线的形状与土样的成分、结构、状态以及受力历时等有关。
4结束语
总而言之，室内土工试验数据是否准确，直接影响到工程设计参数的准确性。它于岩土工程勘察而言，通过室内土工试验，可以得出土的含水量、密度、比重、压缩性指标及抗剪强度指标等等，这些参数和指标可以为工程设计提供可靠的数据。但前面提到，土的物理性质、力学性质复杂，土体对扰动非常敏感，加之试验过程中受到试验仪器设备、试验人员操作技术等主观因素的影响，这在一定程度上就会影响到试验数据的准确性。因此，在进行室内土工试验时，要尽可能地减少仪器设备、环境、试验标准以及试验人员等因素对其的影响，以切实提高室内土工试验数据的准确性。
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论文作者:梁芬玲
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：土工论文; 指标论文; 室内论文; 数据论文; 力学论文; 含水量论文; 准确性论文; 《基层建设》2018年第23期论文;