摘要：土工試驗是是巖土工程勘察、土木工程施工工程監理地質工作的重要組成部分，是提供工程地質評價和建筑物設計數據的重要依據。文章綜合分析了土工試驗依據、試驗注意問題及對成果的須注意的若干問題，并闡述了對土工試驗成果進行綜合分析的必要性及如何提高綜合分析的準確性。以期能為工程勘察工作設計及其它工程應用的思路和方法作為借鑒。
　　
　　
　　
　　關鍵詞：土工試驗；問題；實驗指標；試驗成果；相對密度；分析
　　
　　1前言
　　
　　質量是工程建設的生命。在修筑道路、堤壩、運動場、機場、擋土墻、埋設管道及建筑物基礎回填等工程建設工程中時，為了控制土的壓實質量，土工試驗測試是其中不可缺少的一部分。實踐中，工作人員應需正確對待，提高試驗成果的準確性，為下一工序打下堅實的基礎。土是分散的、多礦物的、多相的和多孔的不均勻體，在取樣、運輸過程中常常發生擾動，加上試驗儀器和測試方法的相異以及試驗人員的水平不同，使得測試結果存在這樣或那樣的問題，出現異常，在一定程度上影響了工程設計的準確性。因此，研究土工試驗，對實際工作具有一定指導的意義。
　　
　　2土工試驗成果分析的必要性
　　土是地殼表層的巖石風化后產生的松散堆積物，它具有三個特性：(1)土是松散性材料，不是連續的固體，因此，在一定程度上具有”流動性”；(2)土是由顆粒(固相)、水(液相)和氣體(氣相)三相物質組成；(3)土是自然地質歷史產物，非人工制造產物。基于此，土具有不同于其它建筑材料的特征。一般的建筑材料可由設計人員指定品種和型號，品種、型號一經確定，力學性質參數也就確定。土則不同，建筑物是以天然土層作為地基，擬建地點是什么，土設計人員就以該種土作為設計對象。由于各種土的顆粒大小和礦物成分差別很大，土的三相間的數量比例不盡相同，而且土粒與其周圍的水分又發生了復雜的物理化學作用，因此，造成了土的物理性質比較復雜。土的物理性質又在一定程度上決定了它的力學性質，不同地區的土，有不同的變化。土的物理性質和力學性質，相對于其它材料來說，是比較復雜的，如土的應力一應變關系是非線性的土的變形在卸荷后一般不能完全恢復，土的強度也不是一成不變的、土對擾動與存放時間等外部因素特別敏感。那么，通過室內試驗測出的物理、力學指標，就存在一個是否準確的問題。如何確定數據的準確性，以及各個指標存在那些必然的聯系，對于工程勘察設計有很大的指導意義。
　　3土的物理試驗及試驗成果的分析
　　3．1土的比重、密度、含水量試驗。在土的物理試驗中，比重、密度、含水量是三個最基本的實測指標，用它們可以換算土的干密度、孔隙比、孔隙度、飽和度等指標。它們的變化，不僅影響其它指標的變化，而且將使土的一系列力學性質隨之而異。因此，準確測定這三項指標，有著重要的意義。在這三個基本指標中，比重是一個相對穩定的值，它決定于土的礦物成分，一般砂土為2．65～2．69，粉土為2．70～2．71，粉質粘土為2．72～2．73，粘土為2．74～2．76，同一地區同一類型的比重基本相同。值得注意的是當土中含有有機質時，土的比重可降到2.4以下，此時應改用中性液體測定，如煤油、汽油甲苯和二甲苯，并采用抽氣法排氣。含水量是最不穩定的，不同的土有不同的含水量，而且由于各種因素，如土層的不均勻，取樣不標準，取土器和筒壁的擠壓，土樣在運輸和存放期間保護不當等等，都會影響成果的準確度。在這些影響因素中，有的屬于土樣客觀存在，有的屬于人為造成。無論屬于哪種，都需要試驗人員結合實際情況，克服不利因素，準確測出這一指標。土的密度指標，雖然也是一個變化值，不同的土樣密度值不同，但對于某一個土樣來說，它的值比較穩定和易于準確測定。要注意在開土過程中，減少人為因素，保證這項指標試驗的準確度。
　　3.2土的液限與塑限。液限、塑限分別是細粒土處于可塑狀態的上限和下限含水量。對于工程來說，土的液限、塑限有著比較重要的實用意義，用它可計算塑性指數和液性指數，評價細粒土地基的容許承載力，并可按塑性指數或塑性圖進行土質分類。而當前對土的液限、塑限的測定，存在不少問題。如：測定土的液限、塑限時如何選取標準樣的問題，規程上大多規定±要過0.5mm的篩孔，才能進行試驗。在實際操作中，有一些土用眼睛觀察含有較多砂粒，一旦過0．5mm篩后做試驗，測出的土塑性指數可能很大，不能反映土的實際情況。因此，對于這種土最好能采用篩分法確定砂粒含量，如果砂粒含量已達到確定該土為砂土的標準，那么就不必再做液、塑限試驗，反之則可進行相應的液、塑限試驗來確定土的名稱。再比如，對于塑性指數小于Ф的土，以前叫做輕亞粘土、砂土等，而新規程統稱粉土。這種土存在是否會產生液化的問題，就需要根據工程要求，進行相關的粘粒含量測定。
　　3.3土的物性指標之間的對比分析。土的物理指標間是相互關聯的，因此，當測出這些指標以后，可將其放到一起，進行綜合的分析，對其準確性進行判別。比如，在有些成果中，會出現飽和度超過100％的現象，這就說明，在某些試驗數據中，存在誤差或者錯誤，需要根據實際情況進行調整，必要時要重做試驗。再如本來在開土的時候，描述土是處在堅硬狀態，而測試結果卻是土處在流塑狀態，液性指數>1，這種情況，就要對含水量、液限、塑限的測定結果進行復核。通過一系列對物性指標間關系的統一分析，可使試驗成果的精度進一步提高，為工程建設提供準確的數據。
　　4土的力學試驗及試驗成果分析
　　4．1土的固結試驗。土的固結試驗是測定土體在壓力作用下產生變形的過程。其目的是測定試樣在有測限與軸向排水及受穩定荷重作用下的變形和壓力、孔隙比和壓力、以及變形和時間的關系。通過計算求得的各項壓縮指標，可用來分析判別土的壓縮特性和天然土層的固結狀態，從而計算土工建筑及地基的沉降量，并估算區域性的地面沉降量。為了準確提供這些壓縮指標，首先要抓好土樣的驗收和管理工作，注意觀察試樣是否擾動。在試驗過程中，要嚴格按國家標準進行操作，消除各種不利因素。出現問題要及時解決。如：在開土描述記錄中，寫到土質均勻，含水量較高，土質較軟，液性指數>0．5<1為軟塑土，而測出的壓縮系數卻較為偏小，壓縮模量偏大。這說明試驗操作中有錯誤或誤差，或者讀數記錄有誤，要
　　及時查找原因，包括儀器設備方面的原因。如查不出原因，應采取補救措施，通知野外技術人員進行補樣。
　　4．2土的抗剪強度試驗。土的抗剪強度是指土體抵抗剪切破壞的極限能力，是土的重要力學性質之一。在計算承載力，評價地基穩定性以及計算擋土墻的土的壓力時，都要用到土的抗剪強度指標，因此正確地測定土的抗剪強度在工程上具有重要意義。抗剪強度的試驗方法有多種，在試驗室內常用的有直接剪切試驗、三軸壓縮試驗和無測限抗壓試驗。在現場原位測試的有十字板剪切試驗、大型直接剪切試驗等。相對來說，室內試驗的規律性，要比現場原位測試好得多。雖然如此，室內試驗測出的結果，有時和理論上的數據存在很大的差距。比如，無粘性土的c值應為0，而在大多數試驗中，測出的值不一定為0，這實際上也是正常的，因為在所測出的抗剪強度指標中，并不是說c值完全代表土的凝聚力，而值也不完
　　全代表內摩擦力，而是兩者互相包含，都代表土的抗剪強度的一部分。在有些直接剪切試驗結果中，有時甚至會出現粘聚力c為負值的現象，主要原因在于取標準樣時，所取試樣的性質相差太大所致。也就是說不是同一種性質的土拿到一起做試驗，結果自然不會符合規律。在三軸壓縮試驗中，如果采用不固結不排水剪，那么從理論上講，抗剪強度包線應為水平線，即內摩擦角Ф為0，但是實際測出的結果中，總是或多或少地存在一定傾角。造成這種現象的原因，一方面是取土質量問題，另一方面在安裝試樣時對土產生了一定的擾動，使土得到了不同程度的固結等原因。但這并不能說結果是錯誤的，因為它反映了土中應力分布的實際情況，對于工程來說，有著很大的實用意義。因此，我們在判斷試驗結果是否準確，不能僅從理論上確定，而要考慮多方面客觀因素，結合實際分析，以期對土的受力情況有一個正確的判斷。
　　4.3土的固結試驗成果與抗剪強度之間的關系。土的壓縮特性和抗剪強度有著一定的關系，利用這種關系，我們可以直觀判斷壓縮結果和抗剪結果是否準確。一般情況下，土的壓縮性越高，壓縮模量越低，而它的快剪強度則越小。當然，在有些情況下，要求做固結快剪，那么，這種關系可能就不成立了，需要按實際測出的強度情況判斷。
　　5結語
　　土工試驗是為巖土工程勘察工作，提供有效測試結果的手段之一，而測試結果的準確程度與否，直接影響著工程質量和使用安全。當然，由于土體自身存在的復雜性，在試驗結果中，經常出現一些異常現象，這就需要本著實事求是的態度，將土的物理和力學性質緊密結合起來，對可疑數據進行綜合分析，查找原因，采取補救措施。提交合理準確的土工試驗報告，過是每個土工試驗工作者必須做到的。
　　
　　6參考文獻
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