昆明骏泽岩土工程有限公司
摘要：室内土工试验对于土层勘察工作具有重要的意义，试验结果的科学性提升，是室内的土工试验的重要目标。在室内土工试验的过程中，试验的结果受到各种因素的影响，从取样扰动到试验操作，分析其对室内土工试验的影响具有重要的意义。
关键词：取样扰动；试验操作；室内土工试验；影响；分析
土在自然界中无处不在，对土层进行科学、合理的分析，有利于保障工程质量。但是，在取样过程中，钻头会对土样造成挤压，在一定程度上对原有土层产生了破坏，并且在随后的运输、储存等环节中，客观环境湿度以及温度的变化也会影响到取样样品的代表性。因此，通过多种措施减少取样以实验过程中的误差具有重要的意义。
一、基本物性指标对室内土工试验的影响
在土的物理试验中，含水量、比重以及密度作为基本的物性指标，对于土的物理指标以及土的力学指标变化具有重要的影响。
（一）土的密度影响分析
土的密度简单来讲，就是土的单位体积质量。在进行野外取样作业中，受到各种客观以及主观因素的影响，使得孔隙比发生一定程度上的变化，原始密度也会受到一定程度上的影响。在室内土工试验中，用环刀法对土层开样，在沙质土样中，由于其中所含砂砾较多，操作人员的手法步骤出现偏差的情况下，孔隙比以及密度就会受到较大程度上的影响，从而造成试验结果的科学性出现变化。
（二）土的含水率影响分析
在105~110摄氏度的温度下，试样在烘制衡重状态下，所失去的水质量与干土质量之间的比值并用百分率表示，称之为含水率。在土工建筑的施工过程中，对施工质量进行科学控制，就需要对土的含水率的科学性进行准确把握。在进行取样的过程中，土的压力得到释放，体积出现一定程度上的变化，就会影响到土的含水率[1]。同时，操作人员在操作过程中，未能及时有效的将样品进行保湿处理，使其在阳光下暴露时间过早，从而影响到了土的稠度、饱和度以及物理力学性质等方面，从而使得试验结果发生偏差。在试验的操作过程中，为了节省试验的时间，在使用烘干法测量时，没有进行完全有效的烘干，从而导致了含水率的科学性降低，试验结果的准确性出现偏差。
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（三）土的比重影响分析
土的比重受到各种客观环境因素的影响较小，具有一定程度上的稳定性，土中的矿物成分是重要原因。土的比重数值一般在2.64~2.76之间，粘土以及砂土之间土的比重值相差不大，但是，整个比重试验操作步骤较为繁琐，在进行实际的操作过程中，实验人员通常都会选用经验值，并根据土类定名决定土的比重。通过多种措施的有效结合，从而降低试验的误差，进行二次平行测定，从而使得误差在规定范围之内。
二、直接剪切以及固结试验对室内土工试验的影响分析
（一）直接剪切因素对试验的影响
土的剪切能力强度越高，抵抗剪切破坏的能力就越强。作为土的力学性质中较为重要的指标之一，在建筑施工过程中，得到高度重视。其中的重要原因在于强度问题多引发的事故要比沉降问题要更加严重，在对承载力、土压力以及地基评价过程中，对于抗剪强度指标尤为看重。因此，在进行施工建设的过程中，必须要求相关方提供土的剪切强度等数据[2]。在进行野外的取样过程中，扰动强度以及频率都会对土层的结构产生一定程度上的影响，从而使得土层层理弯曲、层厚变化以及孔隙比产生一定程度上的变化，影响实验结果的科学性。在试验的过程中，根据库伦定律，利用100~400kPa的水平剪切力对四个试样进行测试，从而求得最后剪切值，进而计算出内摩擦角以及凝聚力。在试验过程中，采用经验取值的方式，对于破坏力的计算具有较大影响。并且，在使用剪切仪的过程中，剪切仪自身由于铜环系数发生改变，在没有经过有效措施进行准确校验的情况下，使用先前的铜环系数进行计算，就会的使得试验结果发生一定程度上的误差。
（二）固结试验的影响分析
固结试验的主要目标就是利用土的变形测定土的压缩性。在进行室内土工试验过程中，很多试验室为了节省试验时间，满足工程进度，使用固定试验法对土的压缩性进行测定。通过一小时加载一级的快速方法，将压力由100kPa增加至200kPa，并将其压缩系数以及压缩模量对土的压缩性进行评定。可以得出，压缩系数越大压缩性能就越高，压缩模量越大压缩性能也就越低。在进行野外取样的过程中，土层受到钻头的扰动，土层变松，压缩模量就会相对减少。试验人员在进行操作过程中，通过利用环刀法取样时，压力频率过高就会使得密度增大，增强了土的凝聚力。在试样中，如果其中含有一定数量的小杂物，就会影响到土的力学试验。在试验过程中，为了减少环刀与侧面之间的摩擦对试验结果的影响程度，就会在环刀内壁涂上凡士林润滑剂，从而提升压缩的准确性，减少试验结果的误差，提升建筑质量的安全保障。
表2：同一层土两种试验方法的压缩模量对比 MPa
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三、液塑限影响分析
液限以及塑限是指细粒土处于可塑状态下，它的上含水量以及下含水量，作为粘性土的重要物理指标，对于室内土工试验的影响程度也较大。试验中的含水率出现变化，其物理性质以及化学性质也会发生变化。因此，当处于液限状态时，土体中的结合水就会出现饱和状态，出现自由水，造成土体内部的联结力降低，从而变成流动状态。另外，当土体处于塑限状态下，结合水膜就会变得很薄，造成土颗粒之间具有较强的粘结力，因此具备一定程度上的抗剪强度。通过液限以及塑限考察粘性土的软硬程度，由此估算出建筑物地基的承载能力。在野外的钻探过程中，受到各种客观因素的影响，例如泥浆中的化学物质会进入到土样中，并发生一定程度上的化学反应，造成沉淀物之间的颗粒联结，降低了粘性土的稠度。另外，由于是野外取样作业，不可避免的会受到阳光、风速的影响，土样的湿度就会受到一定程度上的影响，从而在室内液塑限试验中，试验的结果发生变化。因此，在进行实际的取样工作中，使用锥式液限仪进行液塑限试验过程中，尽量选取土样的中部样品[3]。其中一个很重要的原因在于水分受到重力作用，出现由上至下渗透的现象。在很多粘性土样中，会含有大量的砾石等杂物，在进行试验之前，要将其挑出，以避免圆锥下沉受到杂物影响，影响锥入深度，影响到室内土工试验的结果。在进行沙质土的试验过程中，如果出现土中粉黏粒过多的情况，就需要将利用0.5mm的筛下粉粒进行液塑限试验。在进行液塑限的实验过程中，很多实验室在进行操作过程中，对于土样内部凝聚力的相关情况缺乏精确预算，从而使得塑限准确度降低，增加了建筑工程质量的风险。因此，在进行室内土工试验过程中，应该对试验规范严格执行，并在试验过程中，能够具有充足的耐心，从而得出准确的结果。
结语
作为岩石工程勘察中的重要内容，取样工作对于室内土工试验的影响较大，室内试验结果的科学性以及权威性对于建筑工程的施工质量提供重要的依据。排除取样操作人员在进行取样过程中的偏差，试样的由于受到客观环境的影响，其含水量等都会受到湿度以及温度的影响，从而导致土的三要素发生变化。依照目前的取样手段，完全保障取样过程中不受扰动，还存在一定程度上的困难。因此，一方面要提升取样的技术水准，另一方面要在室内试验过程中，通过多种措施减少取样过程中所产生的误差，提升试验结果的科学性。
参考文献：
[1]孙平，张亚富.浅谈岩土工程勘察工作土工试验中所遇到的相关问题[J].科技资讯，2011，（17）：32-32.
[2]王齐建.浅谈取样扰动和试验操作对室内土工试验的影响[J].科技视界，2015，（11）：76-76，194.
[3]陈保国，陈明星.旁压试验在松塔水电站深厚覆盖层原位测试中的应用[J].勘察科学技术，2014，（1）：31-34，52.
论文作者:吴小红
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期供稿
论文发表时间:2015/12/3
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