[摘要]室内土工试验为工程设计提供依据，是工程建设中必不可少的部分，然而土工试验数据的准确性却成为限制土工试验应用的“瓶颈”，提高室内土工试验数据的准确性对保障工程安全，减少资源浪费具有重要意义。
论文关键词：土工试验,准确性,取样,运输,试验,数据处理
室内土工试验是岩土工程勘察的重要组成部分，通过室内土工试验得到岩土体物理力学指标、地基土的承载力，为工程设计人员作建筑物或构筑物地基基础设计、确定地基处理方案、计算建筑物沉降以及分析边坡稳定性提供依据。然而，由于岩土体具有不均匀性的特点，加之取样和运输过程中的扰动，以及在室内土工试验中存在的一些问题常导致试验所得数据与原位测试数据差别较大，试验数据缺乏准确性和可靠性。因此，研究室内土工试验数据的准确性、归结造成试验数据不准确的原因、提出合理的预防解决措施对岩土工程勘察，乃至整个工程建设都有着十分重要的意义。
2 数据对比
实例1：
淄博市某县拟建湿地公园，通过对湿地现场勘察及钻孔取样，得到相关原位测试与室内土工试验数据如表1：
表1 湿地地基土承载力一览表
地层
地层名称
标贯试验/(kPa)
土工试验
/fak(kPa)
1
粉质粘土
161
110
2
粉土
226
184
3
粉质粘土
187
210
实例2：
淄博市某区拟建工业产房，通过现场勘察及钻孔取样，得到相关原位测试与室内土工试验数据如表2：
表2 工业厂房地基土承载力一览表
地层
地层名称
标贯试验/(kPa)
土工试验
/fak(kPa)
1
粉质粘土
168
216
2
粉质粘土
218
240
3
粉土
238
100
由上面两个实例可以看出，由室内土工试验数据计算得出的地基承载力与现场标贯试验所得数据有很大差别，至于两者的大小暂无规律可循，然而标贯试验所得数据更接近土的真实情况却是目前公认的标准。那么怎样才能使室内土工试验数据更具可靠度和准确性呢？首先必须要对其原因进行分析与归纳。
3土工试验数据不准确的原因
从取出岩土体试样到得出岩土体物理力学指标的过程可以大体分为四个阶段，即取样、运送、试验和数据处理，任何一个阶段出现问题都会影响到最终的试验结果。
3.1 取样
室内土工试验的土样由野外钻探取样获得，影响取样质量的因素主要有三个：钻孔的垂直度、钻孔对土样的扰动、取土时钻孔孔底的清洁度和取样器在切入岩土层的速度。钻孔倾斜取土样时会使土样偏心受压，样品在刃口侧向受压的影响下取出，所测得的数据用来计算便会产生误差；土样被取出前会受到钻具的提拉停顿而造成的缓冲作用和振动造成的扰动，使土样因为自重作用产生脱节与脱水而产生误差；取土时如果没有钻孔孔底不清洁，残余土未被清除则会使土样受到挤压，此时如果仍作为原状土样来试验，则会使测得的压缩系数增大，压缩模量变小；取样器切入土样的速度过慢，则会使土样与取土器两者产生之间的摩擦力增大（由于土体侧向膨胀导致），进而对原状土样产生较大扰动，数据失真。此外，在取样过程中，勘查设备和取样器具也会不同程度的影响到所取原状土的质量。
3.2 土样运送
土样从野外取出到送至试验室的过程受季节、天气、路途、工作任务、突发事件等因素的限制，往往不能做到随取随做，所以土样在运输过程中难免会受到炎热天气中的微晒、寒冷天气中的微冻、崎岖颠簸路段的微震等影响，造成土样开裂或者含水率降低，土的承载力增大等影响。此外，运送过程中也有一些主观因素会影响到土样的质量，如工作人员包装不注意，干样和湿样不采用单独包装等。
3.3 室内试验
室内试验对最终结果的影响首先从客观方面分析就是试验仪器的影响，土工试验仪器的精度虽然是固定的，但是必须要按年度进行校核，一般的仪器在初次校核时都不会出现问题，但是经过半年的时间到一年时间，个别仪器会产生微小的偏差，这些微小偏差直接影响到结果的准确性。当微差叠加变大时，对试验结果的影响就变得不容忽视。
从主观方面分析，则主要体现在试验人员的专业素质方面。如试验室的室内环境，虽然现在的土工试验规范和规程中并没有明确要求试验室的温度和湿度，但是冬季和夏季两个季节做试验时，工作人员会习惯性的使用空调、暖气或者电风扇，意识不到这会导致土样严重失水，实验数据毫无价值；再者，土工试验从试样的制备到最终数据的整理整个过程都需要有专业人员操作，任何一环出现问题都会影响最终的结果。在制备试样时，开土后应注意土样的均匀性，取其最具代表性的部分，环刀应快速垂直下压，才能得到较为准确的数据。
3.4 数据处理
室内土工试验的数据量和计算量都很大，单纯人工计算不仅费时费力，而且不能保证计算的准确度，随着计算机技术的发展，各种土工试验数据处理软件应运而生，最简单的Excel就可以满足土工试验数据的制表、计算、绘图和建立数据库等要求，此外，华宁等土工试验软件更能保证数据处理的准确性。
试验数据处理的另一任务是对各项试验指标的综合分析，也就是说，得出试验指标之后，需要通过对其进行综合分析判断试验数据的准确性。土的基本物理性质指标—比重、密度和含水量与土的干密度、孔隙比、孔隙度和饱和度等指标是相关联的，通过对计算得出某项指标结果的合理性进行综合分析，可以验证试验过程的正确性。如：试验结果数据中若出现饱和度大于100%的情况，就说明在比重、密度和含水量三个基本物理指标的测定过程中出现了问题，然后寻找解决办法。
此外，土的物理性质指标与力学性质指标之间是密切联系的，土的力学性质取决于土的物质成分、结构特点和受力条件，在受力相同的情况下，土样压缩曲线的形状与土样的成分、结构、状态和受力时间长短都有密切的关系，充分了解它们之间的联系，有利于验证试验的正确与否，提高试验数据的合理性。
4 结语
室内土工试验结果对保证建设工程的质量有着重要意义，所以提高试验数据的准确性尤其重要，要提高土工试验数据的准确性就必须注重上述过程中的每一环，严格遵守相关技术管理规章制度，提高试验人员专业素质，注重设备更新和维修，才能保证土工试验数据的准确性，从而保证整个建设工程的安全。
参考文献：
[1] 谭玺. 浅谈岩土工程勘察工作中的几个常见问题，民营科技，2010年第11期.
[2] 罗东霞，文小龙. 浅谈提高室内土工试验准确性的一些措施，山西建筑，2006,32（19）：94-96.
[3] 张丽玲，祖秉新. 土工试验成果取值的影响因素探讨，吉林地质，2006,25（3）：77-78.
[4] 柳国胜. Excel 在土工试验中的应用，西部探矿工程，2004,16（8）：50-52.
|
