室内土工试验的质量提高方法研究
摘要:本文基于笔者从事土工试验的相关工作经验,以室内土工试验的质量提高措施为研究对象,论文首先分析了试验人员的素质要求,进而从仪器设备的计量控制、土工试验质量体系的建立、土工试验过程质量管理等几个方面进行了相信的探讨,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
关键词:土工试验质量管理体系
室内土工试验是试验人员按规范规程或试验委托要求,使用仪器设备对土样进行测试,以得到土体的物理、力学性质指标的一组有序的活动。土工试验成果作为岩土工程勘察报告的重要依据,是工程建设、设计的重要参数,土工试验的质量对工程总体的质量和安全性有着直接的重大影响。在实际工作中,土工试验往往受测试人员水平、仪器设备精度、试验室质量管理体系的完善程度等因素的影响,使土工试验的结果与土体实际性状之间存在不同程度的差别,严重影响了试验数据的真实性和可信性。从试验人员素质、仪器设备管理、建立和完善实验室质量管理体系等方面对室内土工试验质量管理进行探讨。
1 试验人员素质要求
1.1 土工试验人员的配备
室内土工试验中常见的问题及建议 摘要：室内土工试验作为岩土工程勘察工作的重要内容, 其目的主要是使土工试验人员使用标准的仪器遵照标准的试验操作方法,通过对地基土进行多方面的测试，从而得出可靠的物理、力学性指标参数，为建筑施工及选材提供科学的依据。本文针对平时室内土工实验过程中常存在的一些问题进行分析，就如何提高实验的准确度，为工程设计及施工提供可靠的依据，提出建议，仅供参考。 关键词：土工试验；存在问题；建议 Abstract: Indoor soil test as an important part of geotechnical engineering investigation work, its main purpose is to make the soil test using the standard instrument in accordance with standard test methods of operation, the foundation soil for the various test to arrive at a reliable physical, the mechanical indicator parameters provide a scientific basis for the construction and material selection. In this paper, the usual indoor geo experimental process often exist some problems for analysis, on how to improve the accuracy of the experiment to provide a reliable basis for engineering design and construction recommendations are for reference only. Key words: soil test; problems; recommendations 一、土工试验的重要性 土工试验在工程设计和施工中有着非常重要的意义，它的结果不仅为土体的地质性质提供力学方面的参照，还对工程的勘察效果产生影响。在实际工程的施工中，很难见到两个施工现场的地质情况完全一样，这主要是由于土质随着地点的不同，在不断地变化。因此，在工程设计之前，需要对工程现场的地质进行测试。但由于土本身的特殊性，在取样或者进行测试时，测试结果会受到设备、人员以及试验方法的影响，大多数情况下，试验的结果都会出现一定的偏差，这 使得后续的设计和施工也会出现一定的偏差，最终影响工程的稳定性及安全性。因此，在进行土工试验时一定要按照相关规定进行，妥善处理那些出现的问题，不断完善测试的手段和方法，从而使得施工的安全性和经济效益得以提高。 二、室内土工试验的目的及作用 室内土工试验的目的主要是土工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。室内土工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。
1 总则 《公路土工试验规程》(JTG E40—2007)(简称本规程)包括87个测定土的基本工程性质的试验项目和一个土的工程分类方法标准。修订本规程的目的是使公路系统的试验室在进行土工试验时有一个统一的试验准则，使所有的试验及试验结果具有一致性和可比性。 共性技术要求系指土的物理、水理、力学和化学性质试验中带共性的要求或标准，内容涉及土性指标的选择、成果整理、指标换算和试验报告等，系参考其他部门经验并结合公路工程特点制定。 1．O．1 为测定土的基本工程性质，统一试验方法，开为公路工程设计和施工提供可靠的计算指标和参数，制定本规程。 《公路土工试验规程》(JTJ 051—93)(简称《93规程》)自1993年实施以来，已有14年的时间。在此期间，公路建设所涉及的岩土工程问题发生了巨大的变化，在低等级公路建设中可以避让的岩土工程问题，在高等级公路建设中山于线形、坡度等技术要求变得无法回避。随着公路建设穿越山区以及黄土、冻土等特殊土地区，要求《公路土工试验规程》提供更多、更可靠的计算参数和判定指标，同时测试技术也有了进一步的发展，因此有必要对原规程进行重新修订，使《公路土工试验规程》能够满足现时和未来一段时期的公路建设发展需要，规范公路土工测试标准，并使土工试验及试验结果具有一致性和可比性。 1．O．2 本规程适用于各类公路I程的地基土、路基土及其他路用土的基本I程性质试验。 我国建筑、水利、铁路、冶金等系统均有相应的土工试验规程或标准，基本内容与本规程基本相同。本规程在修订的过程中，特别注意到与国家标准的统一和合理衔接。但是由于公路建设的特点，有些试验方法的条件和评判指标不同，在某些具体的参数和规定上有一定的特殊要求，因此与其他行业的规定略有不同。在实际使用中应予以注意。 1.0．3 各项工程应编制合理的试验方案，采集代表性的试样，测算准确的数据和进行正确的资料分析整理，为设计和施工提供反映实际情况的各种土性指标。 土的工程分类是土工试验规程对土进行粒组和土的工程性质划分、试验规模和仪器划分的重要依据。本规程中土的工程分类系以国家标准《土的分类标准》 第1页 (GBJ 145—90)最新修订报批稿为基础井依照公路建设特性要求进行编制。各项基本试验遵照《土工试验方法标准》(GB／T50123—1999)，对《公路土工试验规程》(JTJ 051 93)进行了修订。 1．0．4 土工试验资料的分析整理按附录A进行，通过对样本(试验测得的数据)的研究，来估计总体(土体单元)的特征及其变化的规律性。 土工试验资料的分析整理，是提供真实有效、准确可靠的土性指标的重要环节。内容涉及数据记录的准确和客观性、成果整理、土性指标的选择、计算统计方法、误差分析、精度评价等。根据误差分析，对不合理的数据进行研究，分析其原因；在有条件的情况下，应进行一定的补充试验，以便决定对有疑问数据的取舍和更正。为便于使用，本 规程仍保留了《93规程》的附录A部分。 1．0．5 土I试验检测报告，对不同类型和级配特征的土，应提供土的基本颗粒级配、液限和塑限指标；对于特殊土，还应提供描述特殊土基本特征的试验测试指标。 土工试验检测报告，均应包含土的最基本特性参数的描述。对于粗粒土和巨粒土必须进行颗粒分析试验，提供土样的颗粒级配粒组数据和级配特征曲线。对于细粒土除应进行颗粒分析试验，提供土样的颗粒级配粒组数据和级配特征曲线外，还应进行界限含水率试验，提供土样的液限、塑限和塑性指数等。这是可重复再现土工试验结果的基本条 件，也是科学实验的基本要求。对于特殊土还应提供描述特殊土基本特征的试验测试指标。 1．0．6 公路土I试验除应符合本规程要求外，尚应符合国家和行业现行相关标准的规定。 在进行土工试验检测前，应对土工试验检测设备进行检查，仪器设备应符合《土工仪器的基本参数及通用技术条件》(GB／T 15406)的规定。根据国家计量法的要求，土工试验所用的仪器、设备应定期检定和校验。对通用仪器设备应按有关检定规程进行检定，对一些专用仪器设备应按相应的校验方法进行校验。 在执行本规程的过程中，对有些内容要求其符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 50007)、《湿陷性黄土地区建筑规范》(GnJ 25)、《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ 112)、《土的分类标准》(GBj 145)、《岩土工程基本术语标准》(GB／T 50279)等，以及交通行业指南《盐渍土地区公路设计与施工指南》、《公路工程抗冻设计
简易土工试验考题答案 －、名词解释（每题2分，共10分） （1）土的密度：土的密度是指土的总质量与总体积之比，即单位体积土的质量，其单位是g/cm3。 （2）干密度：是指土的固相质量与土的总体积之比（土的孔隙中完全没有水的密度）。 （3）孔隙比：指土中孔隙的体积与土中固体颗粒体积的比值。 （4）饱和度：土中孔隙所含水的体积与土中孔隙体积的比值称为土的饱和度。 （5）含水率：土中水的质量与土颗粒质量的比值，以百分数表示。 二、填空题（每空2分，共20分） （1）经计算得某一土样的密度为2.0250g/ cm3,若依据GB/T8170-1987《数值修约规则》标准的规定对该数进行修约，要求保留3位有效数值，其结果为2.02g/ cm3。 （2）在进行击实试验时，根据相关经验，最优含水率一般接近塑限。 （3）对试样饱和时，一般粗颗粒土采用浸水饱和法；对于渗透系数大于10-4cm/s的细粒土，采用毛细管饱和法；对于渗透系数小于、等于10-4cm/s的细粒土，采用抽 气饱和法。 （4）击实试验可分为轻型和重型击实。 （5）击实试验试样的制备分为干法和湿法两种。 （6）进行击实试验时，应分层击实，每层试样的高度宜相等，两层交界处的土面应刨毛。 三、单项选择题（每题2分，共20分） （1）击实完成时，超出击实筒顶的试样高度应小于（ A ）mm。 A. 6; B. 8; C. 9; D. 10。 （2）在测定击实试样的含水率时，应取2个有代表性试样测定含水率，2个含水率的差值 不应大于（ B ）。 A. 0.5%; B. 1.0%; C. 1.5% ; D. 2.0% （3）在进行轻型击实试验中，当试样中粒径大于5mm的土质量小于或等于试样总质量的 （ D ）％时，应对最大干密度和最优含水率进行校正。 A. 20; B. 10; C. 40; D. 30。 （4）轻型击实试验分3层击实，每层（ B ）击。 A. 30; B. 25; C. 28; D. 20。 （4）采用环刀法对某土样进行密度试验时，测得环刀与土样的总质量为160.35g，环刀质 量为43.02g，环刀体积为60cm3，该土样的密度为（ D ）g/ cm3。 A. 2.67; B. 1.95; C. 2.65; D. 1.96。 （5）轻型击实试验适应于粒径小于 mm的粘性土，重型击实试验分3层击实时，最大粒 径不大于 mm.( B ) A. 20，40; B.5，40; C. 10，20; D. 5，20。 （6）测定含水率时，对于粘性土取有代表性的试样(一般从测定天然密度的土样附近取样) g。烘箱温度应控制在℃的恒温下烘干。( B ) A.10~15,112~120; B.15~30,105~110; C.10~15,105~111; D.10~15,120~125。 （7）对均匀的粗砂采用筛分法试验时，首先从烘干的试样中，用四分法按规定取出具有 代表性的砂样称取试样质量 g。称筛上的试样质量，精确至 g。( B ) A.100~200, 0.5; B.50, 1; C.50, 0.5; D.100~300,0.1。 （8）一完全饱和的粘土试样，经室内试验测定其含水率为30％，土粒比重2.73，液限33％，
单元7 土工试验 土工试验的项目较多，每个试验项目都有几个不同的试验方法，本章选择的五项试验均参照国家现行标准《土工试验方法标准》GB/T 50123-1999和《土的工程分类标准》GB/50145-2007（以下简称《标准》）编制。 7.1 土的基本物理指标测定 一、试验目的 在实验室内直接测定土的密度、土粒比重、含水率三个实测指标，这三个指标称为土的三相基本试验指标。土的其它指标可以计算求得，称为换算指标。 二、试验方法 1. 测定土的密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法、灌砂法等。对于细粒土，采用环刀法；对于易破裂土和形状不规则的坚硬土，可用蜡封法；对于现场粗粒土，一般用灌水法或灌砂法。 2. 根据土粒径的不同，土粒比重试验可分别采用比重瓶法、浮称法和虹吸筒法。对于粒径小于5mm的各类土，采用比重瓶法；对于粒径等于大于5mm的各类土，且其中粒径大于20mm的土质量小于总土质量的10％时，采用浮称法；对于粒径等于大于5mm的各类土，其中粒径大于20mm的土质量等于大于总土质量的10％时，采用虹吸筒法试验。 3. 含水率试验可分别采用烘干法、酒精燃烧法、炒干法、比重法等。 三、密度试验——环刀法 1.仪器设备 环刀；天平，感量0.1g；切土刀；推土器；游标卡尺；凡士林等。 2.试验步骤 (1) 用卡尺测出环刀的高和内径，并计算出环刀的容积V(cm3)。 (2) 称环刀的质量m1，准确至0.1g。
(3) 在环刀内壁涂一层薄薄的凡士林油，刃口向下放在试样上。 (4) 用切土刀沿环刀外缘将土样削成略大于环刀直径的土柱，然后慢慢将环刀垂直下压，边压边削，到土样伸出环刀上部为止，削去环刀两端余土，使与环刀口面齐平。把削下的土样做含水率试验。 (5) 擦净环刀外壁，称量环刀加土的质量m 2，准确至0.1g 。 (6) 用推土器将试样从环刀中推出。 (7) 本试验应进行二次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/ cm 3,取两次测定的算术平均值。 3.成果整理 (1) 按式（7—1）计算土的湿密度： ()021m m V ρ=- （7—1） 式中：ρ0 —— 土的湿密度（g/ cm 3），准确到0.01 g/ cm 3； m 1 —— 环刀的质量（g ）； m 2 —— 环刀加土的质量（g ）； V —— 环刀容积V (cm 3)。 (2) 按式（7—2）计算土的干密度： ()0010.01d w ρρ=+ （7—2） 式中：ρd —— 土的干密度（g/ cm 3）； w 0 —— 土的含水率（%）。 (3) 填写试验记录。格式见表7-1。 表7-1 密度试验记录（环刀法） 试验日期 试验者 计算者 校核者 4.注意事项 (1) 操作要快，动作细心，以避免土样被扰动、破坏结构及水分蒸发。 (2) 环刀方向要正、要垂直，加力适当。 (3) 边压边削的时候，切土刀要向外倾斜，以免把环刀下面的土样削空。
1 试样制备 1.1试样制备 1.1.1本试验方法适用于颗粒粒径小于60mm的原状土和扰动土。 1.1.2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；扰动土样同一组试样的密度与要求的密度之差不得大于± 0.01g/cm3，一组试样的含水率与要求的含水率之差不得大于±1%。 1.1.3试样制备所需的主要仪器设备，应符合下列规定： 1细筛：孔径0.5mm、2mm。 2洗筛：孔径0.075mm。 3台秤和天平：称量10kg，最小分度值5g；称量5000g，最小分度值1g；称量1000g，最小分度值0.5g；称量500g，最小分度值0.1g；称量200g，最小分度值0.01g。 4环刀：不锈钢材料制成，内径61.8mm和79.8mm，高20mm。 5击样器。 6压样器。 7其他：包括切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿缸、喷水设备等。 1.1.4原状上试样制备，应按下列步骤进行： 1将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，
不应制备力学性质试验的试样。 2根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡上林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切主刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝据或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 3从余土中取代表性试样测定含水率、界限含水率等项试验的取样。 4切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。 1.1.5扰动土试样的备样，应按下列步骤进行： 1将土样从土样筒或包装袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。 2对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110°C温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70°C温度下烘干。 3将风干或烘干的土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含砂和砾的土样，可用碎土器碾散（碎土器不得将土粒破碎）。 4对分散后的粗粒土和细粒土，应按要求过筛。对含细粒土的砾质土，
室内土工试验常见问题分析卢亚男 发表时间：2018-03-20T10:09:38.307Z 来源：《基层建设》2017年第35期作者：卢亚男[导读] 摘要：分析土工室内试验易出现问题的常规项目，阐述土工试验中容易忽略及出错的细节，提出了提高土工试验质量的方式方法。 江苏中泰工程勘测有限公司江苏无锡 214400 摘要：分析土工室内试验易出现问题的常规项目，阐述土工试验中容易忽略及出错的细节，提出了提高土工试验质量的方式方法。 关键词：土工室内试验，物理试验，力学试验，改进措施 1 土的物理试验及试验中存在的主要问题及注意事项 1.1土的含水率、密度、比重试验 在土的物理试验中，比重、含水率、密度是体现土的物理指标的最基本的参数，可以用来换算干密度、孔隙比、饱和度等参数，还影响压缩系数等一系列力学指标。因此这三项试验的操作规范与否，直接关系到其他各项参数的正确性。 土的含水率是不稳定的，并且由于各种因素，如土层的不均匀，野外取样的不规范，运输及存样方式的不恰当，土样选取的不规范不具代表性等，都会影响试验结果的准确度。因此要求野外取样要规范，运输保管样品的过程中不受扰动。要求室内试验时，应切取具有代表性试样，尽量选择土样中段避免两端和边缘土，并及时盖上铝盒盒盖防止水分蒸发。很多试验室为简化计算手续采用恒重量盒，铝盒在使用过程中会有损耗和未洗净的情况，因此建议取样前重新称取盒重。建议取两个以上的试验进行平行试验，以便去除离散较大值以满足允许平行差值，取算术平均值作为试验结果。 土的密度是反映土的物质组成和结构特征的参数。试验时土样按自然沉积方向放置，用涂抹凡士林的环刀垂直下压，用切土刀沿环刀外侧边切削余土边下压至土样高出环刀，用钢丝据割平土样并用刮土刀刮平表面。当土样中含有较大的硬质结核或者小石块等影响环刀表面平整时，应去除结核及小石块并用土填满后刮平。一些试验员在试验时将环刀一次性压入试样或用硬物敲击使环刀嵌入土中，都会使土样收到挤压或者振动，影响力学性质。用切土刀刮平表面时应避免来回多次刮切，使试样表面含水率降低，密度偏大。此外切土刀刃口在长期使用中会磨损有缺口凹凸，应及时更换。 土的比重随土粒的矿物成分而异，砂土的比重约为2.65，粘土的比重约为2.7~2.8。当含有有机质时，土的比重显著减少。由于同一地区同一类型土的比重比较接近，很多试验室采用的经验数据，缺少实际依据，应多试验，多收集本地数据，建立适用于本地区各类土的比重值。 1.2土的液塑限试验 目前很多试验室仍然采用滚搓法结合圆锥法测定液塑限，滚搓法对试验人员技术要求较高，将土条直径搓成3mm同时产生裂缝并开始断裂的标准，个体主观判断差异较大，所以试验结果个体偏差较大，对于低塑限土尤其明显。 对于液塑限联合测定仪法，在测定第一个点（圆锥下沉深度3~4mm）时，由于土样较硬不易调和均匀，导致液限值偏大。且试验过程中，发现存在圆锥未涂抹凡士林，圆锥在自重下沉后未经5s稳定便测读下沉深度，导致试验液限值偏小。 1.3颗粒分析试验 颗粒大小分析的试验方法主要有两大类：一是机械分析方法，如筛分法；二是物理分析法，如密度计法、移液管法、沉淀法等等，其中以密度计法最为普遍。在密度计法分析中，试样过0.075mm洗筛的步骤，有的主张在分析前进行，有的主张在分析后进行。对于本地区黏质粉土特点，主张分析后过筛，理由一是在操作上可以省去一些繁杂的冲洗手续，另一方面由于在筛上反复冲洗，易使土粒损失。 洗盐是颗粒分析中一项重要的分析步骤，对于含有易溶盐的试样经实践未经洗盐与洗盐后相比，未洗盐的粉粒含量高，粘粒含量低；洗盐后粉粒含量低，粘粒含量高。因此试验过程中，应先检验易溶盐含量，后判断是否需要洗盐，不可忽略洗盐过程，以造成对试验结果的偏离。 2 土的力学试验及试验中存在的主要问题 2.1固结试验 标准固结试验，在只需测定压缩系数的试样时，施加每级压力后，每小时变形0.01mm时，测定试样高度变化做为稳定标准。实际工程中，试验室仍然使用无法自动采集数据的单杠杆式固结仪，或为减少室内试验的工作量缩短试验时间，对于固结试验并不要求达到稳定标准，每级荷载下固结1h，最后一级荷载固结24h，以两者变形之比作为校正系数校正变形量，这种方法为快速固结法。但目前仅《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）收录此方法，《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）未将快速固结法列入固结试验标准；《土工试验规程》（SL237-1999）虽收录此方法，但明确说明只适用于渗透性较大的细粒土。故选用快速法时应注意适用范围。固结仪在加压过程中仪器自身会有一定的压缩变形，故应定期进行变形校正试验，以消除仪器变形对试验结果的影响。 2.2直接剪切试验 土的抗剪强度是指土在外力作用下在剪切单位面积上所能承受的最大剪应力，即土体抵抗剪切破坏的极限能力。在确定地基土承载力，评价地基稳定性以及计算挡土墙土压力时，都涉及到土抗剪强度指标，因此测定土的抗剪强度在工程上具有重要意义。 直接剪切仪结构简单操作方便，但最大的缺点是不能有效的控制排水条件。《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）规定快剪方法适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土，而粉质粘土的渗透系数一般为1.2×10-6~6.0×10-5，粉土的渗透系数则更大。在对粉土做直接剪切试验时，发现测力计读数出现峰值情况极少，多数需剪切至位移6mm处，剪切强度指标回归性差，剪切强度仅能作为参考。对于软土，渗水系数虽能符合要求，但往往不能承受荷载发生挤土情况，土样挤入透水石与剪切盒缝隙中而导致无法剪切。 2.3三轴试验 三轴剪切试验相较于直接剪切试验，能严格控制试样排水条件及测定孔隙水压力的变化；剪切面不固定；应力状态比较明确；除抗剪强度外，尚能测定其他指标。 在室内试验时，由于样品数量有限，往往无法切取多个试样，而采取一个试样多级加荷的方法。一个试样多级加荷试验过程中，往往会出现前一级围压下的破坏主应力大于下一级的围压，这样试样受到“预压力”作用，使受力条件复杂，为消除这一影响，后一级的周围压力应等于或大于前一级周围压力下试样破坏时的最大主应力。 3 提高土工试验成果的措施
土工试验中常见问题分析及改善对策 发表时间：2018-06-06T16:08:49.663Z 来源：《基层建设》2018年第11期作者：刘军李润 [导读] 摘要：土工试验是工程勘察的一个重要组成部分，为各种工程建（构）筑物、公路、铁路、水利等的设计施工提供重要的参数，因此其准确性和真实性关系到整个建筑的安全和质量问题，除了要保证试验成果的可靠性外，对试验成果的应用也应结合现场实际情况进行，尤其对于当地存在的某些较为特殊的地质，而不是完全套用规范。 中国水利水电第十四工程局有限公司勘察设计研究中心云南省昆明市 650041 摘要：土工试验是工程勘察的一个重要组成部分，为各种工程建（构）筑物、公路、铁路、水利等的设计施工提供重要的参数，因此其准确性和真实性关系到整个建筑的安全和质量问题，除了要保证试验成果的可靠性外，对试验成果的应用也应结合现场实际情况进行，尤其对于当地存在的某些较为特殊的地质，而不是完全套用规范。本文根据这几年从事土工试验经验，浅谈土工试验成果在工程勘察中的应用及常见的一些问题。 关键词：土工试验室；试验；岩土工程 引言 在岩土工程施工过程中，勘察环节是其中最为关键的环节，土工试验利用试验项目测试的方式检测岩土工程参数，为岩土工程施工提供准确的物理与力学指标，以此明确岩土分层、地基处理确定以及沉降估算等相关环节，并完成工程勘察报告。需要通过土工实验室按规范要求对来样进行一系列试验，为岩土工程提供准确的数据参考。 1土工试验分析 对于岩土工程而言，其建设的目的在于更好的开发资源，为社会的生产、生活条件改善，提供足够的支持。可是以目前所掌握的情况来看，很多地方的岩土工程，都受到了自然环境的严重制约，如果不能通过合理的手段来改善，将很容易造成强烈的威胁，甚至是给地方发展构成严重的不良影响。分析认为，土工试验的特点，主要是集中在以下几个方面：第一，岩土工程的勘查工作，不可能完全通过经验模式来开展，必须具备足够的科学依据，要求在各项数据上、信息上、材料上，都达到健全的目标，我们利用土工试验，可以更好地了解到岩土工程的特色，在多个方面掌握好工作的重点，同时掌握好工作的具体方向，避免出现严重的恶性循环。第二，土工试验在开展的过程中，能够利用一些比较积极的手段来完成，这样就可以降低勘查工作的难度，在工作量方面也得到了良好的安排，对于之前的工作难题解决，基本上可以得到良好的效果。 2岩土工程勘查工作中土工试验的相关问题及改善对策 2.1含水量与天然密度问题 土工试验中天然密度通常是以环刀法进行测试的，其面对的问题体现在以下方面：①来样失真。在取样、运输过程中所造成的扰动较为显著、已经受损的土样，是无法代替原始状态的；②环刀切样操作不规范。例如没有削除四周多余的土体，切样的方向没有保证垂直度，加上环刀表面没有凡士林。所以需要根据自然沉积形成的方向堆放土样，使用钢丝弓将四周多余的土切掉，并将环刀缓慢下压，切记不能摇晃。对于易破裂或形状不规则的土样，可以使用蜡封法对其密度进行测定，但实践中这一方式并不是十分常用且以经验值为主。对于土含水量的测定一般是使用烘干法，其中面临的问题体现为以下几点：①选样缺乏合理性。接近样皮的部分经常出现水分流失现象，此外渗流也会导致各个部位含水量存在差异，对于此需要选择中间段代表性强的土体。②烘干时间以及温度控制有失合理性。当试验标准中取样的要求是15~30g，那么黏土的烘干温度则最好处在110℃以下，烘干时间要长于8个小时。在实践操作期间，取土样重量往往大于 30g，若烘干时间依然为8h，则会导致出现烘干不透的现象，致使含水量最终检测结果不准确。 2.2试验方法 从主观的角度来分析，岩土工程在实施勘查的过程中，并不能通过简单的方法来实施，一定要走长期发展的路线。在既往的工作当中，有些地方的岩土工程勘查工作，表面上执行的手段是比较积极的，可是在实际工作中，并没有得到预期的工作效果，反而是造成了很大的隐患，给工程造成的不良影响较为严重。针对试验方法的问题，建议从以下几个角度来解决。第一，原位测试方法的选取过程中，应该按照合理的原则来选择。现如今的土工试验，已经得到了各个地方的高度关注，具体的试验结果、方法等，都会给岩土工程勘查工作造成较大的影响。我们在操作原位测试方法的过程中，要提前开展对比分析，找到合理的测试方案，从多个角度来观察是否能够达到预期的要求，是否可以将工作的可靠性充分提升，如果不符合要求，则必须考虑将2种原位测试方法联合应用，最大限度地降低安全隐患，减少测试的误差现象。第二，对于土石抗剪强度的测定，需要通过多种有效的试验方法来完成，这其中包括了无侧限抗压试验、直接剪切试验等等，不同的试验方法，适合在差异化的条件下完成，这就需要在具体的工作中，采用合理的手段来操作，不能完全凭借主观上的经验来实施。 2.3仪器设备问题 现阶段，我国众多土工试验中使用的设备仍然是上世纪购买的仪器。因使用年限比较长，很多设备存在着磨损与老化的情况，就一定程度上来说，设备的磨损与老化会直接影响到土工试验仪器测量的可靠性和准确性。如果仪器存在明显故障，有的实验室可能为了获取最大利益，仍然使用即将报废的仪器设备，使得岩土工程勘察土工试验受到不良影响。另外，岩土工程勘察土工试验的设备不符合实际规范的要求。有很多企业刚开始从事土工试验设备的生产与经营，其成立年限比较短，经验也不足，其生产出现的产品质量可能很难得到保障。还有的企业规模比较小，资金在周转中常会出现问题，为了进一步维护企业的生产，只能通过降低产品的质量水平来保证市场竞争力，这样企业生产出来的产品质量是无法满足实际生产需求的。针对岩土工程勘察土工试验中的仪器设备问题，需要对仪器设备的质量进行提升，定期进行实验仪器检查与更新工作。结合实验室仪器设备的老化情况，应该积极进行资金争取，对于使用年限较长的、无法进行准确检测的仪器设备进行及时更换。若实验室的资金比较紧张，就要定期检查设备的使用情况，保证仪器设备的正常运行，保证其还能测量出准确的数据。针对一些已经不能准确提供测量数据的仪器设备来说，可以请专业维修人员进行仪器设备的评估，及时修理出现故障的设备，一些无法修理的设备就要及时更换。 2.4人员素质问题 岩土工程在当代的重要性是不言而喻的，同时在很多方面都必须采用合理的手段来完成。我国作为一个发展中国家，土工试验的落实，必须要在高素质的人员操作下完成。可是在实际的调研当中，发现试验人员的素质，并没有最大限度地满足需求，由此造成的不良影
室内土工试验常见问题探讨 发表时间：2019-06-21T16:07:14.727Z 来源：《城镇建设》2019年第06期作者：鲍素梅[导读] 如何提高土工试验成果的准确性提出了一些个人的看法。 河北恒生永筑岩土工程有限公司，河北衡水 053000 摘要：室内土工试验是岩土工程勘察工程的一个非常重要的组成部分，通过多年实践，在参照各种理论及规范的基础上，从试样制备、岩土物理性质试验及力学性质等方面对室内岩土试验常见的问题进行了分析，并就如何提高土工试验成果的准确性提出了一些个人的看法。关键词：土工试验；试样制备；土的物理性质试验；土的力学性质试验室内土工试验的过程，就是试验人员按照规范规定，试验委托要求，使用仪器设备对岩土样品进行测试，以得到岩土体的物理、力学性质指标的一组有序的活动。最终的试验结果是用来供工程设计和计算时使用。但是在实际中，由于土工试验数据往往受一些样品自身不均匀的影响，会使得测试结果和岩土体实际性状存在一定数据差异，这些数据差异有时候在数据分析中不能完全被准确检测出来，可能在施工的时候问题才会暴露出来。 1、土的物理性质试验及试验中存在的主要问题 土的物理性质表明土的密实程度和含水状态，能够反映土的物理组成和结构特征。在含水率、密度的指标中，含水率是最容易变化的，因为土不同，它的含水率就会不同。造成土含水率不同的原因有很多，例如土质分布不均匀、取样的多样性、运输和保存过程中受到天气的影响等等，从而会导致试验结果的不准确。土的密度一般来说变化不是很大，但是在不同的土样中，土的密度还是不同的。而对于某一个土来说，它的密度值还是具有稳定性的，一般作为平行测定，如果偏差较大，那就很可能是土质分布不均匀造成的或者是刮刀磨损造成的。因此在试验时，经常要检查器材是否符合质量要求。 土的物理试验各项指标之间都是有联系的，各项指标出来后，通过对数据的分析，就能够判断指标的准确性。 土的比重大小主要是由土的矿物成分决定的，粘土矿物成分较多，比重就较大。常见的土的比重范围：一般砂土为2.65-2.69，粉土为2.70-2.71，粉质粘土为2.72-2.73，粘土为2.74-2.76。同一地区同一类土的比重基本相同，但是当土中含有有机质时，比重随着有机质的增加会下到2.40一下，这时就要用中性液体测定，比如煤油、汽油等，并要采用抽气法排气。对土的液限和塑限测定时，规程上规定，一般要过0.50mm的筛才进行测试，但在实际操作中，有的土我们可以看见含有很多的砂粒，一旦过0.50mm筛后进行试验，这种土的塑性指数就会大，就不能反映实际情况。因此，应该采用筛分法来确定土中砂粒的含量，如果含量确定达到砂土含量的标准，就应该按砂土的标准来进行测试有关指标。 2、土的力学性质试验及试验中存在的主要问题 土的固结试验是测定土体在压力的作用下产生变形的过程，根据求得的各项压缩指标，可以来分析土的压缩特性和土的固结状态，并以此作为计算设计建筑物沉降量的标准。为了使压缩指标达到很高的准确性，首先要保证土样的验收和管理工作，不让其扰动，并要严格按照相关标准进行试验操作，出现问题及时解决。例如在开土过程中感觉土较软或测出的液性指数过大，而测出的压缩模量太大，那就说明数据有误或者试验仪器长时间没有校正，可能仪器有些变形，要检查一下仪器。或者在开土过程中感觉土过硬，而测出的压缩模量又太小，原因可能是土的结构发生变化或者是进了水。 土的抗剪强度是土的抵抗剪切破坏的极限能力，是土的重要力学性指标之一。在计算承载能力、地基的稳定性及挡土墙的压力中都要用到土的抗剪指标，因此测定土的抗剪力是具有非常重要的意义的。测量抗剪力的方法在试验中常见的有直接剪切试验、三轴压缩试验和无侧限抗压试验等。在室内测出的结果有时候和实际情况出入太大，主要原因是因为所取试样的性质相差太大，不符合自然规律，因此要取一些代表性的土样。 土的压缩性和抗剪强度之间有一定的联系，利用这种关联性，我们有时候可以直接根据压缩性和抗剪强度来判断试验数据的准确性。一般来说，土的压缩性越高，压缩模量就会越低，则它的抗剪强度就会越小，这就有了线性关系，压缩模量和抗剪强度指标有着正比关系。但是，在有些情况下，要求做固结快剪，这种关系就不一定正确，这要根据实际情况来确定。 3、土的物理、力学性质之间的相关性 土的物理性质和力学性质之间有着非常紧密的关系。在很大程度上，土的物理性质决定了土的力学性质。土的强度是容易变化的，是随着外界的环境变化而变化。天然的土体是具有结构性的，对扰动很敏感，土在外力作用下的变形其实就是土颗粒之间的结合水及气体相互作用而产生移动的结果。在受相同力的情况下，土的力学性质主要是由土的物质成分、结构、构造特点及密度、含水率等决定，其压缩曲线的形状与土的物质成分、结构、构造特点及密度、含水率有关。 在试验完成后，所有的指标都出来了，根据指标之间的相关性来进行分析，对不符合一般规律或实际情况的数据做出调整或者是对一些部分进行重新试验。这里举一些常见的关联：土粒比重gs决定于土的矿物成分，如果粘土矿物成分越多，其比重值就会越大；塑性指数ip的大小与土中结合水的含量有关，粘土矿物越多，可能其中结合水就会越大，则塑性指数值就会越大，由上面可知比重gs也越大，塑性指数ip与比重gs的值成正比关系。土的含水率对土的力学指标影响最为重要，一般来说，相同的土，含水率越高，压缩模量、内摩擦角、粘聚力就会越小，反之亦然。 4、提高土工试验成果的措施 （1）建立健全各项土工试验规章制度，规范各项试验的基本操作过程。对试验仪器进行定期的保养及检测，并且做到经常性及定期检查。对报废不符合标准的仪器，应及时更新，对影响试验质量的仪器应及时整修。 （2）经常组织试验人员学习国标和有关规范规程，要求试验人员对所作出的试验数据能有正确的判断，对出现偏差及异常的数据，能找出原因并且重新更正。有机会参加技术交流和技术讲座等活动，以提高试验人员的技术水平。 （3）聘任具有较高文化及业务水平、富有专业实际经验的技术骨干把关，指导试验工作，并检查督促试验人员严格遵守国标及相关规范规程，解决工作中的疑难问题，直接审核审定试验成果报告。 （4）严禁未经专业培训、无上岗证书及专业技术职称的人员参加试验操作。 5、结束语
目录 1．总则--------------------------------------------------------- 3 2．术语、符号-------------------------------------------------3 3. 试样制备----------------------------------------------------5 4. 含水率试验-------------------------------------------------7 5. 密度试验----------------------------------------------------8 6. 颗粒分析试验----------------------------------------------8 6.2 粘粒分析移液管法试验----------------------------------10 7. 液塑限含水率试验----------------------------------------12 8 固结/黄土湿陷试验---------------------------------------13 9. 直接剪切试验---------------------------------------------17
土工试验方法 1．总则 1.0.1 为了测定土的基本工程性质,统一试验方法,为本工程设计和施工提供了可靠的参数,特制定本标准。 1.0.2 本标准适用于工业与民用建筑、水利、交通等各类工程的地基与填筑土料的基本工程性质试验。 1.0.3 土工试验资料的整理，应通过对样本（试验测得的数据）的研究来估计土体单元特征及其变化的规律，使土工试验的成果为工程设计和施工提供准确可靠的土性指标，试验结果的分析整理应附录A进行。 1.0.4 土工试验所用的仪器、设备应按现行国家标准《土工仪器的基本参数及通用技术条件》GB/T15406采用，并定期按现行有关规程进行检定和校准。 1.0.5土工试验方法除应遵守本标准外，商应符合有关现行强制性国家标准。 2．术语、符号 2.1 术语 2.1.1 校准 在规定条件下，为确定计量仪器和测量系统的示值或实物量具有所代表的值与相对应的被测量的已知值之间关系的一组操作。 2.1.2 测力计 强度试验时所用的钢环或负荷传感器。 2.1.3 平行测定 在相同条件下，采用两个以上的试样同时进行试验。 2.1.4 抗剪强度参数 表征土体抗剪切性能的指标，包括粘聚力和内摩擦角。 2.1.5 土试样 用于试验的具有代表性的土样。 2.2 符号 2.2.1 尺寸和时间
土常规实验总结 土常规实验包括一压四剪，密度，含水率，液、塑限。 开样 1.将土样筒按里标签为主的方向放置，里标签方向为上面，剥掉图样同外的塑料膜和胶带，用切土刀的锋利一侧敲击土样筒的盖子，开启土样筒，取出土样，取出土样时应小心尽量保持土样完整。检查土样结构，查看土样是否已受扰动或取土质量是否符合规定。 2.若土样符合规定，即可以取样。将内壁涂抹了凡士林的环刀，刀口向下放在土样上，垂直下压环刀，并用批灰刀沿环刀外侧倾斜切削土样防止破坏环刀下层土样，边压边切直至环刀压入土样，再用另一只环倒扣在压入土样的环刀上，对齐，再向下压直至环刀没入土样中，用批灰刀在接近环刀底部的土样转圈切，取下环刀。用切土刀整平环刀两端的土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 3.取两个称量盒，从余土中取不含姜石或姜石含量少的土样放入盒内，土样至少25g多不超过30g用来做含水率实验，两盒土的质量应差不多。 4.从余土中去不含姜石或姜石含量少的土样放入碗中，越多越好，用来做液塑限的实验。 5.对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂隙和均匀性进行描述。 1剪切试验 本方法适用细粒土。 1.1主要仪器设备： 1.ZJ应变控制式直剪仪（四联剪）； 2.环刀(内径61.8mm，高度20mm) 3.位移量设备（量程10mm，分度值0.01mm的百分表）。 1.2试验过程： 1.对准剪切容器上下盒，插入固定销，在下盒放入滤纸，将带有试样的环刀刀刃对准剪切盒，用透水板将试样压入剪切盒中，在试样上放上滤纸和盒盖，拔出固定销。 2.移动传动装置，使上盒前端钢珠和测力计接触， 3.对4个试样分级施加压力至少一个小时。
提升室内土工试验质量的策略探究 发表时间：2018-12-14T11:03:31.557Z 来源：《防护工程》2018年第26期作者：邵彩红 [导读] 室内土工试验是岩土勘察的核心工作，土工试验项目多、操作要点复杂，常常导致试验结果存在各类误差。 镇江市勘察测绘研究院 212050 摘要：室内土工试验是岩土勘察的核心工作，土工试验项目多、操作要点复杂，常常导致试验结果存在各类误差。本文主要介绍了如何提高室内的土工试验的质量问题，从试验人员的素质要求、仪器的精准控制、建立试验室的质量体系和管理系统等方面详细说明，希望对室内土木试验的质量提高有所帮助。 关键词：土工试验；质量；方法；管理体系 引言 土工试验是岩土勘察的核心工作之一，工程的勘察和设计，均通过土工试验来获取岩土体的物理力学性质，岩土体的物理力学性质指标，又决定了建筑场地的地基承载力、地基基础方案、土体沉降以及场地稳定性，可以说，岩土体物理力学性质的准确与否，直接决定了工程的最终安全与经济条件。 1土工人员素质水平的要求 1.1土工试验人员要具有的基本配置 土工试验人员一般分为两类，一类是精通技术专业知识的管理人员，一类是主攻实践的操作人员。两类不同的相关人员也有着不同的要求，管理人员的专业技能知识必须过硬，受过正规而且专业的技术培训，有丰富的知识储备量，有领导能力，遇到问题能不慌不乱及时解决，这才是合格的技术管理人员。操作人员要有较强的动手能力和理解能力，同样也需要经过专业的技能培训，不能一味服从管理员的命令，对不正确缺乏深思的命令也要大胆提出质疑，操作人员要佩戴从业资格证进行工作。 1.2定期进行人员培训 室内土工试验既然是一项技术性的工作，那就表示对工作人员的专业素养要求很高。但实际上，目前管理和操作人员的专业知识不够牢靠，出现质量问题后不自我反省，不会从自身找原因，给相关企业带去不小的经济损失和人员伤亡，所以，要定期对相关人员进行培训，加强室内土 工试验管理工作的专业技能，同时提高工作人员的专业素养，这样才能更好的进行土工试验管理的工作，才能保证工作的质量减少企业的损失，增加企业的收益，所以说，培养室内土工试验相关管理人员的专业素养相当重要。 2室内土工试验中仪器的精准控制 在土工试验中仪器的精准程度也决定着试验质量的高低。土工试验室选择仪器时要参照试验自身的实际情况，选择最适合自己的。要选择精准度高、稳定性强符合国家质量标准的仪器，要由专业的检验师检查合格后才可以在工作中进行使用。 3室内土工试验过程中的质量管理问题 3.1正确对土样进行制备 土样的制备在室内土工试验中极其重要。按照国家规范，根据土样的不同的结构将质量分为四个不同的等级，Ⅰ级不扰动，用于对土类进行定名、含水量、密度、强度和固结试验；Ⅱ级轻微扰动，用于土类定名、含水量和密度的试验；Ⅲ级为显著扰动，适用于土类定名和含水量的试验；Ⅳ级为完全扰动，只可以应用于土类的定名。根据规定Ⅱ、Ⅲ级不可以用作力学试验，有些检查人员不负责任，只注重自己的经济利益，仍将Ⅱ、Ⅲ级作为力学性质试样，导致最终的结果不确切。 3.2对土样进行验收和管理 专业人员在验收时一定要严格仔细，土样一般包括以下几个方面：颜色、有无异味（有机质）、有无杂质、干湿程度、样品数量等。验收过程中，要严格检查所提交工程项目的名称、所提交土样的数量和质量等指标，一旦出现错误要及时驳回，重新进行土样的抽取。如果土样的验收无误的话就可以对其进行记录，保持土样的原状将其放在荫蔽处，防止太阳对其进行蒸发升腾作用。合格的余土可以将其储存于相应的容器中，并将工程的名称和编号做好标记，小心保管起来，今后如有需要用到的地方便可迅速找到。 3.3规范试验过程 每一项试验都有具体的标准，室内土工试验也不例外。试验人员要严格遵照具体标准进行操作，对试验中的数据进行仔细地整理记录，确保室内土工试验土样的质量也要保证试验数据的真实性和可靠性，严惩因为个人经济利益而违反试验规定的行为。 3.4对试验的资料和数据进行整理 为确保试验数据最后的真实性和可靠性，要反复对试验资料进行整理，做到万无一失。在资料整理过程中，如发现不合理或不真实的数据，应及时对其进行处理，其中，可以采用平行试验的办法，因为国家和行业是有统一标准的，所以将数据和标准进行对比，如果是含水率数据发生了偏差，则代表着取土试样步骤发生了问题，如果是密度发生超差的话，原因有两个：①土质本身的性质问题；②因为试验过程中用到的道具环刀发生了变形。试验中的可疑数据可以用数学方法进行分析。含水率是土物理指标的一项重要参照，土的类型不同，含水率也就会有所不同。质量分析表是对数据进行整理的一项简单易行的方法，将国家统一标准整理成表格的样式，容易进行补充对照，对数据进行筛选。对异常的数据也要用专门的方法进行分析整理。 3.5土工试验中需要注意的事项 室内土工试验由于操作较复杂，容易出现各种各样的问题，在操作时尽力把需要注意的问题做好功课，尽量减少外在因素和内在因素带来的数据不准确的事件发生。在对土的含水量和密度进行试验时，由于取样对试验相当重要，所以在运输过程中要对土的样品进行完全密封的操作，防止水量的流失造成测试结果的不准确性。在对密度进行测试的过程中，要确保对土样的轻拿轻放，在拿取样品的过程中速度不宜过快，否则会影响到试验的结果。对土的颗粒进行分析试验时，可以采取密度计法来进行分析测定，在实验过程中，要时刻注意溶液的温度，因为不管是过高还是过低都会对试验的结果产生影响。对土的液性指数进行分析试验时，要注意对土质进行分类，在试验中尽