浅谈提高室内岩土试验准确性应注意的问题

　　摘要：分析了岩土试验中须注意的若干问题,并阐述了对岩土试验成果进行综合分析的方法，介绍了提高室内岩土试验准确性的措施,为建筑物的基础设计及选材提供可靠依据。
　　关键词：岩土试验；物理力学指标；综合分析
　　
　　前言：岩土试验是岩土工程勘察的重要工作内容，在岩土试验室进行测试工作，可提供土的物理力学性质指标,供设计计算时使用。在进行详细的设计之前，必须对每一地点的土质情况进行详细的调查与测试，然而，由于岩土自身的不均匀性，取样、运输过程中的扰动，以及试验仪器和操作方法的差异及试验人员的素质不同，使得岩土试验中测试的结果存在这样那样的问题，导致测试结果失真，在一定程度上影响工程设计的准确性。因此，研究岩土试验中注意的问题和岩土实验成果的综合分析有十分重要的意义和必要性。
　　1.室内岩土试验的目的及作用
　　室内岩土试验的目的主要是岩土试验人员使用标准的仪器遵照标准的试验操作方法,根据建设工程的要求对地基土的试样,进行各种试验项目的测试,提供可靠的物理、力学性指标参数。它们是供工程设计人员作建(构)筑物基础设计或选材的依据,例如地基土的分层及其承载力,天然或人工地基的选择,地基处理方案,建(构)筑物沉降的估算,边坡的稳定分析等。室内岩土试验主要分为两大类：物理性试验,测土在天然状态下的特性指标;力学性试验,测土在外力作用下土体抵抗外力能力的特性指标。
　　2.岩土试验中须注意的问题
　　影响岩土试验质量的因素主要有六个方面:①取土质量;②仪器设备;③操作;④人为;⑤气候;⑥环境。人为、气候及环境三个因素是客观存在,有的可以改善或进行校正,但不能完全排除。而突出影响试验质量的还是取土质量、仪器及操作是否标准三个重要因素。
　　2.1开土记录
　　开土时应做好开土记录,首先判别土样等级并详细描述土样性状,根据土样的级别确定适宜试验项目;其次描述土的颜色、成分、所含物种类、状态、土质的均匀性、结构等,有经验的,可先粗略估计塑性指数和液性指数,切忌仅简单记录颜色、土名了事;然后,根据整条土样的状况选取有代表性的土进行各项试验,避免选择不同性质的土作为同一土质进行试验,否则,最终试验成果的离散性会很大。
　　2.2土的物理力学性质试验
　　（1）土的含水率、土粒比重、土的天然密度
　　土的含水率、土粒比重、土的天然密度是三项基本物性指标,用它们可以换算土的干密度、孔隙比、孔隙度、饱和度等其它的物理性质指标,三项基本指标的正确与否,不仅影响其它物理指标的变化,而且还影响土的力学指标。土的这三个指标是基础，土的其它物理指标均可通过换算计算出来。计算出来的指标，有时会出现和实际明显不符的情况，如饱和度超过100%等，这就说明，原始三个指标的测定有问题，而大多数情况下，问题出在含水量和天然密度的测定上，需要对这两个指标作进一步的确定，保证这两项指标试验值的准确，从而提高其它指标的准确度。
　　（2）土的天然含水量
　　土的天然含水量是土在天然状态下的含水率。对均匀土质，2个平行含水量的误差往往不会超出规范规定,但对不均匀土质土样,同一条土样中两个平行含水量相差有时达到5%—10%,甚至达20%,如汕头地区的淤泥类土由于包含物复杂,土中不同程度含有粉细砂包体或贝壳、腐烂植物残屑等,往往整条土样土质极不均匀,故选择含水量试验时要综合考虑,应选择具有代表性的土样并且留3个以上的平行含水量,以便对试验成果进行综合分析和评价。
　　（3）水平固结试验
　　水平固结试验一般可按垂直固结试验的方法切取样品,但试验时应用多孔径向排水容器,样品上下两面放置铜块,使之在固结的过程中径向排水。若采用样品横切,按做垂直固结试验的方法做水平固结试验时,对于均质各向同性的粘土或淤泥,多孔径向排水和横切垂直方向排水两种试验方法结果较接近。但是遇到样品不均质、各向异性和层理发育时,后一种试验方法结果偏低。
　　（4）直接剪切试验
　　剪切试验遇到样品不均匀时,可将样品按软、硬、软、硬的顺序排列做试验。若按软、软、硬、硬的顺序排列试验,出现粘聚力c值为负数或内摩擦角Φ值偏大的现象。对于淤泥或淤泥质土,若按《土工试验规程》对剪切速率的规定进行试验,常会出现样品被挤出而无法试验的现象。对于这种情况,一般采取比试验规程规定的速率快的方法,采取较低的荷载序列进行加压，且最好在30s内结束试验才会得出较准确的试验结果。
　　2.3试验操作
　　
　　（1）使用符合国家标准的仪器或元部件
　　只有使用符合标准的仪器设备,才能得到可靠的试验数据。旧型直剪仪、C80低压气压固结仪(使用1级压力表)、旧型的轻便击实仪等不符合国家标准的仪器都不应再使用。还有一些生产厂的产品质量不符合标准,影响试验结果的准确性,也不应使用,例如颗粒分析使用的标准筛筛网孔径不标准;环刀的刃口、高度、内径粗糙度不符国标规定。另外,仪器长期使用要注意维护保养和更新。如百分表长期使用过程中要做定期标定,并保持表杆灵活;砖码要按国际单位制进行校正。
　　（2）严格按国标及有关规范规定进行试验操作
　　a) 密度及含水量测试。采用环刀法测试时,环刀上、下表面的土必须平整,但如果刮土刀的刃口呈凹形,将导致测得的密度偏大。选取的含水量试样物理性与力学性试样土质土性不一致,形成物理性与力学性指标矛盾突出,饱和度有偏大、偏小反常现象。b)固结试验。对于各类工程均采用间隔1h逐级加荷、用综合固结度法校正的快速固结试验。有的对一个试样在加荷过程中,采用两种不同的加荷方法,即低压阶段(小于400kPa)用上述快速法,超过400kPa则用24h慢固结或者间隔2h逐级加荷,以次固结增量法进行校正。有的不提供各个试样的压缩系数表或压缩曲线图。压缩曲线也不按实际坐标点连曲线,任意跳点或者修正,这样会给出虚假的av，Es值。
　　c)直剪试验。固结快剪不按国标规定0.8mm/min的剪切速率施剪,采取过快的速率给出偏低的抗剪强度参数值。
　　3试验成果综合分析
　　
　　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
　　室内岩土试验在岩土工程勘查中占有重要地位,它是进行土类定名和划分土层的重要依据之一,同时也可为工程设计和施工提供必不可少的参数。不论工程大小,室内岩土试验都是必不可少的,只是测试项目不同而已。在进行室内岩土试验的过程中,存在许多不容忽视的问题,应该引起测试人员的高度重视,才能为工程建设与施工提供更准确可靠的依据,保证工程的安全性、合理性和经济性,更好地为工程建设服务。