摘要:在岩土工程勘察中,土工试验是整个勘察过程的一个重要环节,因为勘察中取的各层土试样,都要经过物理性质及力学性质试验,取得各层土的物理性质及力学性质数据,才能准确的评价各层土的工程特性,为设计、施工应用。在土工试验的各指标中,土的固结试验,是取得土的力学性质指标的一个重要环节,因为土的固结试验所取得的压缩系数,对评价土的压缩性是一个关键数据,由此求得的压缩模量,是计算地基沉降的主要指标。所以土的固结试验是岩土工程勘察过程的一个重要环节。
关键词:土工试验;固结;试验准确性;措施
引言
固结试验是室内土工试验的重要项目之一,用以测试土的力学指标,判断土的压缩性,从而为地基承载力和计算建筑物地基的沉降提供依据。因此,固结试验的准确程度,也就是对土体真实的力学指标反映的程度,从而直接影响到勘察报告方案的准确性。土工试验每个指标的质量直接影响基建工程的安全使用及基本建设的投资,土工试验的质量不过关很容易造成严重的工程质量事故。要得到准确的固结试验指标,包括标准固结试验和快速法固结试验,从野外原状土样的存放到室内土样的切取、固结仪的使用都应严格按试验规程进行。
1固结试验概述
固结试验为室内借助相关仪器测定同一土体受不同压力影响的压缩性的土工试验。主要测试土材料力学指标。为计算地基的承载力及计算地基沉降提供理论依据。实际上土体压缩量是土体孔隙体积受压力增大从而减小,然后按照土样变形量来进行单位土沉降量的计算,可以将试验成果整理绘制压缩曲线,通过计算得出压缩系数与压缩指数以及回弹指数和压缩模量,同时还可以得到固结系数与原状土先期所受固结压力等各项力学指标。与标准试验方法相比,快速法试验结果与标准试验结果极为近似,能够大量节省时间。我们实际工作时若无特殊工程要求同时对土体计算沉降要求精度不高时,通常选择快速法试验。
2原状土样的存放
从野外取回的原状土样的高度一般为20cm,直径为10cm。原状土样在野外取出时,应避免扰动。此外还要及时密封,用胶带缠裹或蜡封,使其保持在原始状态。在运输和搬动的过程中要轻拿轻放,不可碰撞摔打,使其扰动。如需放置一段时间,应用湿透的麻袋将土样完全覆盖,定时淋水,保持湿润,防止水分流失。
3原状土样的切取
开启原状土样包装皮,辨别土样上下和层次,如无特殊要求应保持切土方向与野外天然层次一致。试验室大多采用直径为6.18cm,面积为30cm2,高度为2cm的切土环刀。整平土样两端,将与包装皮接触的土削去,把内壁涂过凡士林的切土环刀刃口向下放在土样中间,使其始终保持水平方向缓缓用力向下压,土样与环刀要密和,将环刀外多余的土沿环刀外壁向外倾斜削去,边压边削,避免破坏土的结构,直至土样伸出环刀为止,在此过程中绝不允许直接将环刀一次压入土样。用刀削平环刀两端余土,尽量不要修补按压,也不要用刀在土面上来回剐蹭涂抹,否则将破坏土样天然孔隙比和湿密度,如是粉土则还会使其液化出水,影响固结试验的结果。并用同样方法再取一个环刀做平行试验,根据力学性质试验项目要求,原状土样同一组试样间密度的允许差值为0.03g/cm3。
4简述如何使用固结仪
4.1校正仪器
土样荷重作用会使得快速法试验时的土样压缩量一直低于正常试验土样压缩量,因此必须进行校正。校正仪器时与所做试验条件务必保证相同,同时固定好各个部件,其顺序不可调换。在使用时固结仪必须保证每年进行一次校正,若是固结仪需要更换零件或者经过搬迁以及受较大震动之类的影响时.需要重新校正仪器,使仪器重新确定变形量,从而保证结果准确。
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4.2仪器连接
首先,固结仪需要在干燥通风同时日光无法直射环境内放置。固结仪的种类繁多,选择合适的固结仪对于试验结果也有一定的帮助。土样安装时,做到耐心仔细,例如无法将环刀装人护环,可以换用仪器或将环刀的外壁及护环的内壁反复进行擦拭十净然后再次装入,切忌不能够用力击打,以免扰动土样,使得土体结构被破坏,增大试验结果的误差,同时使得环刀出现变形无法取出,或者是强行取出但无法再在试验中使用,造成浪费。固结容器装好后需要在加压框架的正中放置,保证加压上盖凹槽处对准加压框架的中心凸柱,做到自然接触及自然密实,倘若加压框架的中心凸柱无法接触固结容器的加压上盖凹槽,处于悬浮则需要加在杠杆(加压盘)上数块铁片,做到凹槽与凸柱相互接触,之后才能够进行调试百分表。
4.3安装土样
在固结土样安装时,需要在固结仪处放置护环和透水板以及滤纸,之后把试样小心置入护环中,随后在试样上安放薄滤纸与透水板以及加压盖板等,注意加压框架对准正中,然后调整量表。仪器上下的各个部件间需要有良好的接触,因此预先施加1kPa应力,调试装好百分表用来量测土样压缩变形,调试时使指针的读数位于满量程整数出。饱和试样进行试验时,在第一级的压力施加后,需要立即往水槽注水至满。非饱和土体试样试验时,需利用湿棉围住所用加压盖板的四周,用来避免土样水分被蒸发。在使用固结仪过程中,在每次进行试验时各构件由于反复拆装使得透水石磨损较快,调试其它金属构件部位由于与水经常接触,易被锈蚀,所以每次使用玩需要进行擦拭,仪器需要保持干燥整洁。
4.4百分表调试
由于百分表调试开始之前加压框架所接触处针尖易出现松动,所以每次调表前必须拧紧百分表,用来防止试验时土样脱落导致无法计量变形量而引起试验失败。调试时一定要保证百分表的中心量杆被按到表盘的最下端位置之后再对零大小表针,如此能够有效避免土样变形量大时由于中途固结试验百分表量程不足而使得试验无法继续而引起的试验失败最终提供数据不够准确的现象,由于固结试验经常忽略这一问题,因此应当在这个试验步骤进行时给予重视。
4.5砝码加放
对零量表时,可以轻触杠杆,若是指针能够进行摆动,就可以说明试验仪器各部分的接触良好,随后开始对零,同时写下百分表起始时间,然后可以逐级进行砝码加放开始试验了。需要注意砝码摆放要整齐,记录每级加载所使用砝码重量及加放数量。注意慢拿慢放,避免震动或者外力破坏等情况造成结果的不准确,每次砝码加放后需要轻轻扶住固结仪的加压杆,始终保持加压杆静止状态,切忌加压杆来回晃悠。在读数时保持人的视线与表水平一致,然后看清读数,准确认真的记录数据。读数时既不能过晚同时不能过早。
5人工操作
引进专业人才、提高员工素质,是提高土工试验质量的另一个重要方法。依托专业人才的技术水平和工作经验,对试验结果严格把关审核,能有效地降低土工试验的出错率。提高员工素质,定期对一线技术人员进行专业知识及仪器设备操作的培训、考核,能有效地提高原始数据的正确率,从而保证试验结果的质量。规章制度及操作规程就是土工试验的“法”,作到有法可依,明确部门及个人工作职责,使工作程序化、条理化,既能提高工作效率,又能提高业务水平。
结语
随着我国现代化进程不断加进,土工试验技术水平也得到了较大的提升,不管是土工试验方法和技术,还是土工试验所用仪器设备都有了较大的提升改良,但一些方法理念缺乏创新,已经不能够满足现下工程质量目标控制的需要,生产效率仍未获得有效的提升,所以作为工程技术人员仍需不断努力,不断的解决新问题,发现新方法。
参考文献:
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论文作者:郑懿珉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/2/25
标签:土工论文; 百分表论文; 原状论文; 试样论文; 仪器论文; 力学论文; 指标论文; 《基层建设》2019年第29期论文;