浅谈岩土工程中土工试验的经验方法与注意事项论文_吴锦枝

玉林市建筑设计院 广西玉林 537000

摘要:在现代岩土工程中,土工试验是其中较为关键的部分。土工试验是整体岩土工程开展过程的主要依据条件,因此在对土的各个指标进行检验的过程中,需要对其中存在的影响条件进行合理的避免,从而得到准确土质结果。基于此,本文对岩土工程中的注意事项及经验方法进行探讨,以期为岩土工程进行土工试验提供借鉴。

关键词:岩土工程;土工试验;经验方法

在土体属性的试验中,土体物理性、压缩固结能力、抗剪强度三个方面的试验是较为基础的部分。但其也是岩土工程中最为重要的试验部分,为整体施工技术、施工工序提供依据,因此对试验部分进行明确,根据经验方法提高土工试验的准确性,并对其中存在的影响结果的条件进行合理分析,能够使得整体工程方案设计与实际工程较为符合。

一、土体物理试验

在进行土体物理试验中,一般包括有含水试验、密度试验、颗粒分析试验以及界限含水率试验等,本文主要对于含水率及密度物理试验、土体颗粒进行分析。

1、含水率试验要点

土体试验主要是指,取适量土体作为土样,在105℃到110℃的环境中,烘干到恒量状态后,水质量散失比与恒量状态的干土质量即为土体的含水率。土体含水量的分析,对于土体本身的物理属性分析。

1.1试验土体取样

在进行该实验的过程中,需要注意的是:首先在进行土体取样后,需立即进行实验内容,防止水质量流失,进而影响到土体含水率的准确性;其次,在进行土体的取样时,需要保证土样具有代表性,即普遍性,由此才能保证试验意义;再次,如果在土体中含有碎石或杂物的情况下,尤其在表层土体一到两米范围内,杂填土或者素填土在有机物质上含量较多,必须要对其中杂物进行清理后,再进行试验,由此对含水率准确性进行保证;最后,如果土样在含量上较大,需要对其进行混合,保证均匀后进行取样、试验。

1.2试验调整

在与抗剪强度以及固结压缩等试验配合进行的过程中,首先对试验环刀中的上下部分进行土样切取,从而使得土层试验结果与真实状况能够得到准确反映;对于干土中有机物质超过土体总质量的5%时,需要对烘干温度进行调整,一般为65到75℃。此类情况是因为在普遍试验温度下,有机物质如腐殖酸等,会在试验过程中分解和损失。但在试验中,主要只针对水质量流失进行的实验,因此有机物质的损失,会造成含水率的计算出现误差,较之准确值偏大;对于称量物品需要进行矫正,需保证与等质量差在0.005g之内。

2、密度试验要点

单位体积质量的土密度主要是指土在天然状态,更是土的基本指标之一。土的密度对于土体的内部结构的紧密性能够进行反映,对土体的干密度以及空隙比、自重的压力、地基承载力计算的重要条件。在进行试验的过程中,需要重复两次进行平行测定,在进行环刀切确的方式进行试验时,对其需要进行垂直下压,从而使得环刀的内壁以及试样间需要有较为明显的空隙。为了使得计算得到简化,需要对环刀的质量进行统一选取。对于环刀仪器的检测需要根据相关检验方法进行。

3、颗粒分析试验要点

颗粒分析试验中,使用密度计法较为普遍,但在进行试验过程中,较容易受到取值的影响,控制方法见表1:

二、土体压缩固结试验要点

在对土压缩固结性进行试验的过程中,其目的在于对土体样本在发生荷载时,出现形变的程度进行分析。具体则是,对土样受到轴向排水、有侧限、稳定荷载的作用时,产生的压力与形变的关系、压力与空隙比的关系、形变与时间的关系。实验结果可以作为土压缩性、土层固结状态的分析依据,也能对土工构筑物及地基发生的沉降进行计算等。在进行固结试验过程中,所使用的方法一般为普遍的固结试验法,与饱和性黏土能够较为适应。只需要进行压缩的过程中,也能够对非此类土质进行应用。

1、试验经验与方法

饱和土发生固结的过程,需要一定的时间。在饱和土中空隙中充满水时,要使空隙减小,就需要对土体中含水部分进行排除,所以发生固结与空隙水排除是同时进行的。在土的颗粒较为粗时,空隙也会随之增大,而透水性则越强,进而水在排除的过程以及土体压缩过程也能变得更快。因此,黏土在颗粒上较为细时,所需要固结的时间也会更长,也不能使用速干法。在进行试验的过程中,所使用的滤纸以及透水石在湿度上与土样天然湿度极为相近。

2、试验注意事项

土体压缩强弱,是与土本身的结构、密度以及类别等有直接联系。因此,土质颗粒更促也会更为密实,其压缩性更为小。在黏性土的颗粒较为细小,空隙相对更大,结构更为复杂,成因也相对不同,所以在压缩性上差别较为大。天然结构受到扰动时,土体在压缩性上也会得到增大,尤其在灵敏度相对较高的土体上,遭到破坏会发生压缩性增强,而土体强度则会迅速下降。所以在进行试样的切削时,需要对工具进行合理的选择,对土试样结构被破坏的情况进行避免。尤其要避免对环刀两端与土削去时,来回用刀对土面进行涂抹,从而使得孔隙发生堵塞的情况。

三、土体抗剪强度

土体抗剪强度一般指的是土体在外力作用下,对破坏能够抵抗的极限强度。而土体抗剪强度主要由两个参数构成,一为土体间内摩擦角、一为胶结物与束缚水膜分子引力发生的n黏聚力。抗剪强度试验也被称之为剪切试验,方法总共则含有三种,分别为快剪试验法以及固结快剪试验、慢剪试验法,不同的方法适用与不同的土体。

1、实验方法

在试验的应用中,快剪试验法使用较多。一般对土样进行垂直压力的施加后,立即进行水平剪力,并且在3到5分钟之内,将土样剪坏。试验过程中,要保证土样中的水不会排除,从而使得土体在含水率上不会发生较大改变。在土样中的水存在空隙水压力时,使得效应力减小,在使用快剪试验的方法时,能够使得抗剪强度的测算为最小值。在进行试验的过程中,对其进行操作和安装的过程中,需要使用硬塑料将滤纸进行替代,不需要对其垂直位移量检测装置的安装。

2、试验影响条件

快剪的固结实验方法,在土体荷载增加以及发生剪切作用时,不会出现排水以及固结情况下,能够适用。在直剪仪的使用中,难以有效达成此类标准,因此在进行该方法的使用过程中,需要对土体类型进行限制,只能在细粒土占比较大的土中进行使用,在剪切的速率上,被规定为0.8mm每分钟,在3到5分钟内对其进行剪损。但实际进行使用的过程中,就算对速率进行加快,也不能对排水现象进行避免,所以最好在三轴仪上进行;其次在抗剪强度影响中,不只有土质颗粒的形状以及大小等,还包括有土样密实度的。所以在进行试样的制备过程中,对密度的要求需要保持一致。

结束语

在进行土体试验的过程中,需要相关人员对其中存在的影响因素进行合理分析,在进行试验前对计划进行制定,明确试验中的影响条件。由此,才能土工试验作为施工技术依据,能够在准确性上得到保证。

参考文献

[1]李金钊.浅谈岩土工程勘察的要点及常见问题[J].山东工业技术,2019, 279(1):127.

论文作者:吴锦枝

论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期

论文发表时间:2019/9/17

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