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【摘 要】 土工试验是测定土的物理力学性质的主要方法，是岩土工程地质勘察重要组成部分，本文主要就土工试验中常见的问题进行阐述分析，并提出相应的土工试验质量控制方法，以此来提高土工试验的准确性。
【关键词】 土工试验；问题；质量控制
一、土工试验的意义
一般的建筑材料可由设计人员指定品种或型号，品种或型号一旦确定，力学性质参数也就确定了，而土则不同，土质往往因为地点的不同，其物理以及化学性质也会发生变化。所以，在进行工程设计之前，相关人员就需要对施工现场的地质进行严密的测试。在进行土质测试中，不能简单的只依靠室内实验来对土的性质进行分析，并以此来确保数据的精准度，这种做法是不可取的。由于在进行试验中试验的结果很可能会出现偏差，这样对于工程的安全性会有严重的影响。通常利用的方法就是对土工试验的成果相关人员将其和相关的指标放在一起进行综合分析，利用对数据的有效分析来寻找其共性，这样才能够确保试验数据的准确性。另外，在进行土工试验中，实验人员还需要对相关的试验标准和规范严格遵循，对土工试验的每一个环节都需要有效的完善，这样才能够确保工程的稳定性以及安全性，最终达到确保工程质量的目的。
二、土的含水率、天然密度试验以及比重试验中应注意的问题
土的含水率、天然密度试验以及比重试验是土的三个最基本物理性質指标，用它们可以换算土的干密度、孔隙度、孔隙比、饱和度等指标。这三项指标不但能够影响其他指标的变化，还能够影响其他力学性质指标，其是否正确可能会导致岩土工程的分析评价出现偏差，所以对这三项指标的准确测定有着非常重要的作用。
含水率试验：取样重量要按《土工试验方法标准（GB/T50123-1999）》的规定，不能太少也不能太多，取样太少没有代表性，过多的话在烘干中不是很充分，尽量取平行样，取样要取原状样靠中间的部分，尽可能的不取两个顶端和边上的样品，因为顶端和边上的样品在运输和保存过程中水分容易散失，会影响试验结果。
天然密度试验：为防止试样受到扰动，对样品需要轻拿轻放，按自然沉积方向放置土样，用环容积为60cm3或100cm3高度2cm的环刀、专业的削土刀，由于削土刀会磨损，特别是其中间的刀刃随着时间会产生凹痕，所以削土刀必须要及时更换。用环刀切取试样时将环刀刃口向下垂直下压，用削土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，不要用力挤压样品，以免造成样品扰动和试验结果偏大，速度不可过快，也不可用硬物敲击，否则易造成环刀压偏或土样出现裂缝，对试验结果影响很大，当遇钙质结核或小石块阻挡环刀时，应取出钙质结核和小石块用土填满，遇见天然孔洞不应填土，要保持试样的原状态。
比重试验：土粒的比重是一个相对稳定的值，它决定于土的矿物成分。由于同一地区同一类型的土一般是由相同的岩石风化沉积而成，所以土粒的矿物成分接近，土粒的相对密度基本相同。鉴于此，对于有大量工程经验的地区可以直接选用比重的经验值，但对于工程经验缺乏的地区还是要通过具体的试验获得。
三、界限含水率试验中应注意的问题
土的液限、塑限是细粒土处于可塑状态的上限以及下限含水率。相对实际的工程来讲土的液限、塑限对其有着较为重要的实用意义，利用它们可计算塑性指数以及液性指数，根据塑性指数来对土质进行分类，根据液性指数可以判断粘性土的软硬状态。测定土的液限、塑限，选择标准样，尤其是需要对含砂量较多的土样进行筛分确定具体的砂粒含量，如果试样确实为砂土，就不需要做液限、塑限试验，如果不是，就需要试验来确定其性质。一般采用搓条法和液塑限联合测定仪法，在试验中要注意减少人为误差，尤其是搓条法，试验人员对于试验结果影响较大，要注意试验人员的专业培训。
土的液限、塑限试验：将备好的土样搅拌均匀，分层装入盛土杯，压密，使空气逸出；测锥入深度前，要使锥尖与土样刚好接触，锥体下落，5s时读数的锥入深度h1。改变锥尖与土的接触位置，测得锥入深度h2，h1与h2允许误差0.5mm，否则应重做，取h1，h2平均值作为该点的锥入深度h；测定其含水率前，要注意去掉锥尖处的凡士林，取10g以上的土样两个，计算含水率平均值ω。
四、土的常规固结试验和抗剪强度试验中应注意的问题
常规固结试验：在实际工程中，由于土层的压缩，常会导致其上部建筑沿重力方向产生沉降。需要根据设计的要求测定土的压缩性，计算建筑物或构筑物的沉降量，作为设计的控制数据，以满足使用上的要求，达到建筑物的安全条件。
土的室内固结试验的主要方法有标准固结试验法和快速固结试验法，其中标准固结试验是普遍认可的比较可靠的方法，而快速固结法缺乏理论依据。因此要根据具体使用情况来对其进行取舍。
粘土的颗粒很细，固结需要很长时间才能完成，整个试验过程应严格按照试验方法的要求执行，不得采用快速固结法。一般天然土，特别是高灵敏度的土受到扰动，结构遭到破坏后，压缩性会大大增加，强度大大降低，因此在削切土样时应选用合适的削切工具，在削去环刀两端面余土时，不可用刀来回涂抹土面，而导致土中孔隙堵塞，尽量避免破坏土样的结构。
抗剪强度试验：土的抗剪强度与载荷类型、加荷速率、排水条件等有关，因此，试验方法应根据土体在实际工程中的具体情况进行选择。抗剪强度的试验方法有很多种，在实验室内常用的有三种试验方法，分别是直接剪切试验以及三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验。
对于直接剪切试验来讲，尽管其受到仪器结构的限制，但是在生产实践中因为直接剪切试验指标已经积累大量经验，在一般工程中还是广泛应用。抗剪强度指标可以利用线性回归方法来求解，在进行线性回归计算时，如果四级荷载剪切试验点不同时在一条直线上时，可利用三角形重心法作图对其计算取值。如果四级荷载剪切试验点值相关系数满足一定值时，则认为此组样的线性相关性好，指标可信度就高。 对于三轴压缩试验来讲，其主要是根据莫尔～库伦强度理论，用3～4个试样，分别在不同的恒定周围压力（即小主应力σ3）下施加轴向压力（即主应力差），进行剪切直至破坏，从而确定土的抗剪强度参数。三轴压缩试验中遇到试样不均匀或无法切取3～4个试样时，允许采用一个试样多级加荷剪切，但一个试样的代表性低于多个试样，因此一个试样多级加荷试验只限于无法切取多个试样的特殊情况，不能作为常规方法采用。对于较软的土样，用钢丝锯或切土刀在切土盘上制样；对于较硬的土，用切土刀和切土器在在切土架上制样。
无侧限抗压强度试验是试样在侧面不受任何限制的条件下承受的最大轴向应力，是三轴试验的一个特例，其适用范围为饱和粘土。在《土工试验方法标准（GB/T50123-1999）》中对无侧抗压强度试验的应变速率和剪切时间做了明确规定，目的是针对于不同的试样控制其剪切速率，防止试验过程中试样发生排水及表面水分蒸发，因此试验时要严格执行。
五、颗粒分析试验中应注意的问题
颗粒分析试验是测定土中各种粒组含量占该土总质量的百分数的试验方法，可分为筛析法和沉降分析法。其中沉降分析法又有密度计法和移液管法等，常用的是密度计法。
密度计法主要适用于粒径小于0.075mm的试样。试验的试样宜采用风干样，风干土湿度比较稳定，易取得均匀试样，一般认为用天然湿度土或风干土做试验其结果更符合实际情况。此试验要注意控制悬液温度，因为温度的过高、过低都会给试验结果造成误差，室温控制为10℃-30℃，将试样溶液煮沸后，因温度较高与室温有明显偏差，需冷却至室温并测量记录，最后在计算中要使用此温度值查出温度校正值处理数据。对于含有0.075mm粒径的土样还要进行筛分试验，最后做出一个总的统计和计算。
筛析法适用于粒径小于等于60mm，大于0.075mm的土。如果是无凝聚性的土，按规定称取试样，将试样分批通过2mm筛，称筛上和筛下的试样质量。当筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不作细筛分析；筛上的试样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析。对于含有粘土粒的砂砾土，将土样在橡皮板上，用研钵碾散，拌匀、烘干、称量；将试样置于盛有清水的瓷盆中，浸泡并搅拌，使颗粒分散；将浸润后的混合液过2mm筛，将筛上洗净的砂砾风干称重，按以上方法用粗筛分析。
六、土工试验的质量控制
（一）对人员的控制
（1）土工试验室应具备足够的熟悉土工测试的人员，要求持证上岗，同时还需要定期对试验人员进行岗位技术培训；
（2）要求试验室从业人员熟悉规范规程，并培养其主观判别能力，对于异常试验数据能及时发现原因并更正；
（3）建立健全各项土工试验规章制度，规范各试验人员的试验操作过程。
（二）对仪器设备的控制
（1）土工仪器选用应从仪器的量程范围、测定的准确度和稳定性等方面来考虑。选择仪器设备的供应商应具有国家质量技术监督部门颁发的制造许可证，以保證质量，仪器出厂应有合格证。
（2）所有仪器设备应有专人负责保管，精密贵重仪器应有操作规程。并建立一套相应体系制度对试验仪器设备进行监督和管理，保证仪器的定期保养检定并记录在案，及时整修影响试验结果的仪器设备，更新报废不合格仪器设备。
（三）对试验过程的质量控制
（1）试验工作应严格按《土工试验方法标准（GB/T50123-1999）》及其他相关规程规范规定的试验方法和试验规程进行；
（2）在试验过程中，由人工读取数据的，试验人员读数后需再进行复核，以防止在数据传递过程中发生差错；
（3）因仪器设备故障或损坏而中断试验的，可用相同等级的能满足试验工作需要的代用仪器重新进行试验。无代用仪器设备的，必须将损坏的仪器、设备修复，重新检定或检验合格后才能重新开始试验；
（4）凡因样品损坏及工作失误等原因，造成无法得出完整试验数据的，所有试验数据作废，重新取样进行试验，按要求完成全部试验项目，试验报告以第二次试验数据为准；
（5）试验工作结束后，全部试验数据应进行复核，确认无误后对试验资料进行分析整理，提交土工试验成果报告。
七、结语
在实际的岩土工程勘察工作中土工试验是其重要的组成部分，其对工程的施工具有一定的参考价值，其测试结果的准确度对于工程的整体质量有着直接的影响。所以，在进行土工试验中，工作人员需要加强重视，对发现的问题及时进行解决，这样才能进一步加大试验结果的准确度，保证工程的质量。
参考文献：
[1]张敏妮.浅析土工试验中常见的问题及解决方法[J].技术与市场，2011，02：18-19.
[2]潘广灿，张金来，郜松杰.岩土工程勘察土工试验中的常见问题[J].地质灾害与环境保护，2012，01：40-44.
[3]王立志.土的物理指标测定试验中几个常见问题对结果的影响[J].科技信息，2012，26：367.
【关键词】 土工试验；问题；质量控制
一、土工试验的意义
一般的建筑材料可由设计人员指定品种或型号，品种或型号一旦确定，力学性质参数也就确定了，而土则不同，土质往往因为地点的不同，其物理以及化学性质也会发生变化。所以，在进行工程设计之前，相关人员就需要对施工现场的地质进行严密的测试。在进行土质测试中，不能简单的只依靠室内实验来对土的性质进行分析，并以此来确保数据的精准度，这种做法是不可取的。由于在进行试验中试验的结果很可能会出现偏差，这样对于工程的安全性会有严重的影响。通常利用的方法就是对土工试验的成果相关人员将其和相关的指标放在一起进行综合分析，利用对数据的有效分析来寻找其共性，这样才能够确保试验数据的准确性。另外，在进行土工试验中，实验人员还需要对相关的试验标准和规范严格遵循，对土工试验的每一个环节都需要有效的完善，这样才能够确保工程的稳定性以及安全性，最终达到确保工程质量的目的。
二、土的含水率、天然密度试验以及比重试验中应注意的问题
土的含水率、天然密度试验以及比重试验是土的三个最基本物理性質指标，用它们可以换算土的干密度、孔隙度、孔隙比、饱和度等指标。这三项指标不但能够影响其他指标的变化，还能够影响其他力学性质指标，其是否正确可能会导致岩土工程的分析评价出现偏差，所以对这三项指标的准确测定有着非常重要的作用。
含水率试验：取样重量要按《土工试验方法标准（GB/T50123-1999）》的规定，不能太少也不能太多，取样太少没有代表性，过多的话在烘干中不是很充分，尽量取平行样，取样要取原状样靠中间的部分，尽可能的不取两个顶端和边上的样品，因为顶端和边上的样品在运输和保存过程中水分容易散失，会影响试验结果。
天然密度试验：为防止试样受到扰动，对样品需要轻拿轻放，按自然沉积方向放置土样，用环容积为60cm3或100cm3高度2cm的环刀、专业的削土刀，由于削土刀会磨损，特别是其中间的刀刃随着时间会产生凹痕，所以削土刀必须要及时更换。用环刀切取试样时将环刀刃口向下垂直下压，用削土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，不要用力挤压样品，以免造成样品扰动和试验结果偏大，速度不可过快，也不可用硬物敲击，否则易造成环刀压偏或土样出现裂缝，对试验结果影响很大，当遇钙质结核或小石块阻挡环刀时，应取出钙质结核和小石块用土填满，遇见天然孔洞不应填土，要保持试样的原状态。
比重试验：土粒的比重是一个相对稳定的值，它决定于土的矿物成分。由于同一地区同一类型的土一般是由相同的岩石风化沉积而成，所以土粒的矿物成分接近，土粒的相对密度基本相同。鉴于此，对于有大量工程经验的地区可以直接选用比重的经验值，但对于工程经验缺乏的地区还是要通过具体的试验获得。
三、界限含水率试验中应注意的问题
土的液限、塑限是细粒土处于可塑状态的上限以及下限含水率。相对实际的工程来讲土的液限、塑限对其有着较为重要的实用意义，利用它们可计算塑性指数以及液性指数，根据塑性指数来对土质进行分类，根据液性指数可以判断粘性土的软硬状态。测定土的液限、塑限，选择标准样，尤其是需要对含砂量较多的土样进行筛分确定具体的砂粒含量，如果试样确实为砂土，就不需要做液限、塑限试验，如果不是，就需要试验来确定其性质。一般采用搓条法和液塑限联合测定仪法，在试验中要注意减少人为误差，尤其是搓条法，试验人员对于试验结果影响较大，要注意试验人员的专业培训。
土的液限、塑限试验：将备好的土样搅拌均匀，分层装入盛土杯，压密，使空气逸出；测锥入深度前，要使锥尖与土样刚好接触，锥体下落，5s时读数的锥入深度h1。改变锥尖与土的接触位置，测得锥入深度h2，h1与h2允许误差0.5mm，否则应重做，取h1，h2平均值作为该点的锥入深度h；测定其含水率前，要注意去掉锥尖处的凡士林，取10g以上的土样两个，计算含水率平均值ω。
四、土的常规固结试验和抗剪强度试验中应注意的问题
常规固结试验：在实际工程中，由于土层的压缩，常会导致其上部建筑沿重力方向产生沉降。需要根据设计的要求测定土的压缩性，计算建筑物或构筑物的沉降量，作为设计的控制数据，以满足使用上的要求，达到建筑物的安全条件。
土的室内固结试验的主要方法有标准固结试验法和快速固结试验法，其中标准固结试验是普遍认可的比较可靠的方法，而快速固结法缺乏理论依据。因此要根据具体使用情况来对其进行取舍。
粘土的颗粒很细，固结需要很长时间才能完成，整个试验过程应严格按照试验方法的要求执行，不得采用快速固结法。一般天然土，特别是高灵敏度的土受到扰动，结构遭到破坏后，压缩性会大大增加，强度大大降低，因此在削切土样时应选用合适的削切工具，在削去环刀两端面余土时，不可用刀来回涂抹土面，而导致土中孔隙堵塞，尽量避免破坏土样的结构。
抗剪强度试验：土的抗剪强度与载荷类型、加荷速率、排水条件等有关，因此，试验方法应根据土体在实际工程中的具体情况进行选择。抗剪强度的试验方法有很多种，在实验室内常用的有三种试验方法，分别是直接剪切试验以及三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验。
对于直接剪切试验来讲，尽管其受到仪器结构的限制，但是在生产实践中因为直接剪切试验指标已经积累大量经验，在一般工程中还是广泛应用。抗剪强度指标可以利用线性回归方法来求解，在进行线性回归计算时，如果四级荷载剪切试验点不同时在一条直线上时，可利用三角形重心法作图对其计算取值。如果四级荷载剪切试验点值相关系数满足一定值时，则认为此组样的线性相关性好，指标可信度就高。 对于三轴压缩试验来讲，其主要是根据莫尔～库伦强度理论，用3～4个试样，分别在不同的恒定周围压力（即小主应力σ3）下施加轴向压力（即主应力差），进行剪切直至破坏，从而确定土的抗剪强度参数。三轴压缩试验中遇到试样不均匀或无法切取3～4个试样时，允许采用一个试样多级加荷剪切，但一个试样的代表性低于多个试样，因此一个试样多级加荷试验只限于无法切取多个试样的特殊情况，不能作为常规方法采用。对于较软的土样，用钢丝锯或切土刀在切土盘上制样；对于较硬的土，用切土刀和切土器在在切土架上制样。
无侧限抗压强度试验是试样在侧面不受任何限制的条件下承受的最大轴向应力，是三轴试验的一个特例，其适用范围为饱和粘土。在《土工试验方法标准（GB/T50123-1999）》中对无侧抗压强度试验的应变速率和剪切时间做了明确规定，目的是针对于不同的试样控制其剪切速率，防止试验过程中试样发生排水及表面水分蒸发，因此试验时要严格执行。
五、颗粒分析试验中应注意的问题
颗粒分析试验是测定土中各种粒组含量占该土总质量的百分数的试验方法，可分为筛析法和沉降分析法。其中沉降分析法又有密度计法和移液管法等，常用的是密度计法。
密度计法主要适用于粒径小于0.075mm的试样。试验的试样宜采用风干样，风干土湿度比较稳定，易取得均匀试样，一般认为用天然湿度土或风干土做试验其结果更符合实际情况。此试验要注意控制悬液温度，因为温度的过高、过低都会给试验结果造成误差，室温控制为10℃-30℃，将试样溶液煮沸后，因温度较高与室温有明显偏差，需冷却至室温并测量记录，最后在计算中要使用此温度值查出温度校正值处理数据。对于含有0.075mm粒径的土样还要进行筛分试验，最后做出一个总的统计和计算。
筛析法适用于粒径小于等于60mm，大于0.075mm的土。如果是无凝聚性的土，按规定称取试样，将试样分批通过2mm筛，称筛上和筛下的试样质量。当筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不作细筛分析；筛上的试样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析。对于含有粘土粒的砂砾土，将土样在橡皮板上，用研钵碾散，拌匀、烘干、称量；将试样置于盛有清水的瓷盆中，浸泡并搅拌，使颗粒分散；将浸润后的混合液过2mm筛，将筛上洗净的砂砾风干称重，按以上方法用粗筛分析。
六、土工试验的质量控制
（一）对人员的控制
（1）土工试验室应具备足够的熟悉土工测试的人员，要求持证上岗，同时还需要定期对试验人员进行岗位技术培训；
（2）要求试验室从业人员熟悉规范规程，并培养其主观判别能力，对于异常试验数据能及时发现原因并更正；
（3）建立健全各项土工试验规章制度，规范各试验人员的试验操作过程。
（二）对仪器设备的控制
（1）土工仪器选用应从仪器的量程范围、测定的准确度和稳定性等方面来考虑。选择仪器设备的供应商应具有国家质量技术监督部门颁发的制造许可证，以保證质量，仪器出厂应有合格证。
（2）所有仪器设备应有专人负责保管，精密贵重仪器应有操作规程。并建立一套相应体系制度对试验仪器设备进行监督和管理，保证仪器的定期保养检定并记录在案，及时整修影响试验结果的仪器设备，更新报废不合格仪器设备。
（三）对试验过程的质量控制
（1）试验工作应严格按《土工试验方法标准（GB/T50123-1999）》及其他相关规程规范规定的试验方法和试验规程进行；
（2）在试验过程中，由人工读取数据的，试验人员读数后需再进行复核，以防止在数据传递过程中发生差错；
（3）因仪器设备故障或损坏而中断试验的，可用相同等级的能满足试验工作需要的代用仪器重新进行试验。无代用仪器设备的，必须将损坏的仪器、设备修复，重新检定或检验合格后才能重新开始试验；
（4）凡因样品损坏及工作失误等原因，造成无法得出完整试验数据的，所有试验数据作废，重新取样进行试验，按要求完成全部试验项目，试验报告以第二次试验数据为准；
（5）试验工作结束后，全部试验数据应进行复核，确认无误后对试验资料进行分析整理，提交土工试验成果报告。
七、结语
在实际的岩土工程勘察工作中土工试验是其重要的组成部分，其对工程的施工具有一定的参考价值，其测试结果的准确度对于工程的整体质量有着直接的影响。所以，在进行土工试验中，工作人员需要加强重视，对发现的问题及时进行解决，这样才能进一步加大试验结果的准确度，保证工程的质量。
参考文献：
[1]张敏妮.浅析土工试验中常见的问题及解决方法[J].技术与市场，2011，02：18-19.
[2]潘广灿，张金来，郜松杰.岩土工程勘察土工试验中的常见问题[J].地质灾害与环境保护，2012，01：40-44.
[3]王立志.土的物理指标测定试验中几个常见问题对结果的影响[J].科技信息，2012，26：367.