刘宇辉 解亚雄 李 超

(1.天津市勘察院，天津 300191； 2.天津市地下铁道集团有限公司，天津 300051； 3.天津泰勘工程技术咨询有限公司，天津 300191)



谈提高室内土工试验准确性的措施

刘宇辉1解亚雄2李 超3

(1.天津市勘察院，天津 300191； 2.天津市地下铁道集团有限公司，天津 300051； 3.天津泰勘工程技术咨询有限公司，天津 300191)

对提高室内土工试验的准确性进行了分析探讨，分析了土工试验人员、仪器设备以及土工试验过程质量对土工试验准确性的影响，并提出了相应的保证土工试验准确性的措施，以供参考借鉴。

土工试验，室内，准确性，措施

1 室内土工试验的条件

1.1 试验人员素质要求

土工试验的准确性最直接的影响因素就是土工试验人员，通常情况下，技术负责人以及土工试验操作人员是构成土工试验室人员的两大部分。正规的土工试验室，其技术负责人以及试验室骨干的任职资格必须要具有工程师以及高级工程师职称的人员，并且须经过正规的岩土工程专业教育和培训。而土工试验室的操作人员，其技术必须熟练，并且要经过严格的专业培训，在考试合格之后取得相关技能认证的人员才能够上岗。

1.2 仪器设备的计量控制

土工试验的质量还会受到仪器设备的严重影响，合理的对所开展的试验项目以及工作量进行仪器设备的配备是土工试验室的重要内容之一，在选择仪器设备的时候，主要考虑仪器设备测定的准确度、稳定性以及量程范围等，避免选用质量差、测定不精确的仪器设备。为了保证土工试验的质量，在试验中选用的仪器设备应当从具有国家质量技术监督部门颁发的“制造计量器具许可证”的供应商中去选择，所有仪器设备必须有出厂的合格证。如果是新进的仪器设备，在使用之前要经过国家级的计量鉴定部门的鉴定合格后才能使用。

1.3 建立土工实验室质量体系

《检测和校准试验室能力认可准则》中确立了土工实验室计量认证评审工作准则，为土工实验室质量管理和内部审核提供了依据。根据准则的要求，土工实验室应建立与其承担的土工试验范围，工作量相适应的质量体系。

以这个体系为基准，质量保证体系是土工试验室必须建立的，其中要明确质量职能的分配，并对相关的检验工作流程进行确定，控制好可能对土样试验质量产生影响的因素，例如人员、设备、技术以及管理等。这样才能够建立起任务明确、职责协调的土工试验室质量体系。

2 土工试验过程质量控制

2.1 土样的验收和管理

在送达土样的时候，送样单以及试验委托书包括其余相关的资料是送样人需要一并附送的。

取土深度、取土日期、工程名称、钻孔编号等原始记录以及编写是送样单上必须具备的内容。

其中取土方法、土样现场鉴别、地下水位高程等是原状土送样单上需要包含的内容。而试验目的、项目、方法、要求以及工程名称、项目等是试验委托书中应当包括的内容。

在土样到达试验室之后，土样试验人员对土样的验收应当按照试验委托书来进行。在验收的过程中，需要对编号、土样数量、试验方法以及送达的土样与试验项目是否相符等等进行验收查明。如果有必要，可以将土样进行质量的抽验，之后进行编号的登记。

在验收、登记好土样之后，应当在阴凉的地方放置原状土样以及保持天然含水率的扰动土样，尽可能的减少水分的蒸发以及扰动的发生。试验之后的土样，应当在适当的容器内将余土进行贮存，并将土样编号以及工程的名称标记好，进行妥善的保管，以便于日后审核试验成果所用。

2.2 样品制备

土的样品作为土工试验的输入，其正确制备在土工试验过程中起到了极其重要的作用。开土描述以及试样质量等级的鉴别成为土的样品制备关键所在。在对样品进行制备之前，需要对土样的质量进行检查，将土样的4个质量等级根据土样的结构特征所发生的变化程度来进行确定。其中，1级为不扰动土样，2级为轻微扰动土样，3级为显著扰动土样，4级为完全扰动土样，在这里，不应当制备力学性质试样的是2，3级土样样品。在经济利益的驱使下，测试结果准确性受到了影响，很多土样试验人员将扰动的土样取作力学试验的事情时有发生。有的试验人员为了赶时间，没有对一组样品的含水率以及密度之差进行控制，以至于在对原状土样进行力学性质试验项目的时候造成了离散性大以及不合理的土样试验结果数据。

除此之外，许多土样试验操作人员在进行开样时，没有将图样样品的颜色、气味、结构以及包含物、裂缝、均匀性等情况进行详细的观察以及记录，过于简单的描述开土情况，并且在开样时急于将试验的样品进行切取和安装。

土样样品的制备不但要对工程项目的特点进行考虑，同时还要考虑到试验要求、取土深度以及野外描述，因此需要选择有代表性的样品进行制备。如果出现试样或者试验不符合试验要求，出现了漏项的情况，应当立即联系送样单位及时地解决问题。在土样试验结果的异常分析过程中，开土描述起到了极为重要的作用，除了能够作为指标异常或者是各试验指标之间不匹配的解释依据之外，还大大有利于工程技术人员利用好土样试验结果。

3 试验操作

3.1 使用符合国家标准的仪器或元部件

为了求得可靠的土工试验数据，其使用到的仪器设备必须要符合国家标准要求。现阶段，不符合国家标准的旧型轻便击实仪、直剪仪以及C80低压气压固结仪等仪器都不能够在土工试验中使用。除此之外，还有许多仪器设备在生产过程中，其质量就达不到标准要求，会对试验结果的准确性产生严重影响，这种类型的仪器设备也不能够使用。比如在土样颗粒分析过程中应用到的标准筛，经常会出现筛网孔径达不到标准要求的现象。最后，土工试验的仪器在长期使用过程中一定要定时进行保养维护以及更新。

3.2 严格按国标及有关规范规定进行试验操作

在1999年的时候，我国出台了两部关于土工试验的规程以及标准，一部是水利部出台的由南京水利科学研究院主编的《中华人民共和国行业标准SL 237—1999土工试验规程》，另一部是由中国建设部以及国家质量技术监督局共同发布的《中华人民共和国GB/T 50123—1999土工试验方法标准》，这两部有关土工试验的规程标准至今仍是我国土木工程中开展土工试验的最主要依据。

土工试验的准确性是由这两部有关规范规定的试验操作来决定的，因此，在土工试验过程中，务必要根据土工试验规程中的规定来进行，避免出现以下情况：

1)土样的密度及含水量测试。

在测试的时候，采取环刀测试法，这里必须要保证土的平整，尤其是环刀上下表面。如果测试过程中出现土样密度过大的现象，那么就要检查刮土刀的刃口，检查刃口是否出现凹形。如果测试过程中，饱和度出现偏大或者偏小的反常现象，那么就要考虑在选取土样过程中，是否出现在土样试验的含水量中，其物理性与力学性试样的土质土性不一致，导致了力学性与物理性指标产生了突出的矛盾。

2)固结试验。

在进行固结试验的时候，大多数工程都会采取逐渐增加负荷、使用综合固结度法校正的快速固结试验，逐渐增加负荷的时间间隔是1 h。在对土样进行加荷的过程中，有两种不同的加荷方法可供选择。如果是小于400 kPa的低压阶段，适用于上述所说的1 h间隔快速固结试验，如果大于400 kPa则可以使用24 h慢固结，或者是12 h间隔的逐级加荷固结法。

3)直剪试验。

固结快剪不按国标规定0.8 mm/min的剪切速率施剪，采取过快的速率给出偏低的抗剪强度参数值。预压仪不采用导向环，压顶板不能对中试样，搁在试样环刀上。

4 试验数据处理

4.1 利用计算机进行数据处理

土工试验之所以容易出现差错，是因为其数据信息庞大，过于繁琐的计算过程以及很多参数的确定需要通过作图来得到答案，因此过大的数据处理工作量造成了土工试验数据处理过程中出现差错。现如今，计算机在各行各业已经普及，它在处理各种数据的速度、精度以及结果的准确性方面远远超过了手工计算的速度、精度以及准确度，因此土工试验的数据处理应当利用计算机来完成。在土工试验数据处理过程中，可以利用微软公司的Excel软件，土工试验的数据处理需求都可以通过图表、制表、数据库以及逻辑判断等强大的功能来实现，并且土工试验过程中所涉及到的所有关系曲线都可以通过Excel来进行处理。

在土工试验中，对数坐标类、直角坐标类曲线也可以利用Excel软件来进行处理，并且不需要借助其他的绘图软件就能够轻松的将参数指标通过制图来求得答案。

4.2 综合分析试验指标

土的含水状态以及密实程度是通过土的基本物理性质来表达的，它能够将土的结构特征以及物质组成反映出来，并且土的各项指标之间都是相互联系的。因此，应当综合分析土的试验指标，从而才能够正确判别土的指标。假如在一些土工试验结果中出现超过了100%的饱和度现象，这就说明了在测定土样的天然密度、含水量以及土粒比重的过程中出现了问题，需要综合考虑开土的记录，然后将能够反映土样实际情况指标的密度以及含水量选择相应的指标来进行分析，之后再计算各项指标。

土的物理性质指标和力学性质指标间的综合分析：土样的结构、物质组成成分以及构造特点决定了土样的力学性质，另一方面受力条件也是决定土样力学性质的重要因素。由于土粒与各种类型的水或者气体互相移动而造成土样在外力作用下的变形，因此，土样的物理性质与力学性质是息息相关的。在相同的受力条件下，土样的结构、物质组成成分以及构造特点决定了土样的力学性质，土样的成分、状态以及结构、受力时长等决定了土样的压缩曲线形状。

5 结语

岩土工程的勘查工作最为重要的一项内容就是土工试验，因此，室内土工试验的准确性对于岩土工程的勘查工作具有极其重大的现实意义。要想提高室内土工试验的准确性，就需要做好三方面的工作，包括室内土工试验人员专业以及素质的提高，土工试验仪器设备的准确性以及土工试验质量的保证。如此一来，工程地质条件所需要的正确评价才能够从土工试验数据中准确的获得，从而保证了建筑工程健康有序的开展，并取得了良好的经济效益。

[1]GB/T 50123—1999，土工试验方法标准.

[2]SL 237—1999，土工试验规程.

Discussion on measures of improving indoor soil test accuracy

Liu Yuhui1Xie Yaxiong2Li Chao3

(1.TianjinSurveyInstitute,Tianjin300191,China;2.TianjinSubwayGroupCo.,Ltd,Tianjin300051,China;3.TianjinTaikanEngineeringTechnologyConsultingCo.,Ltd,Tianjin300191,China)

The paper explores how to improve indoor soil test accuracy, analyzes the impact of soil test personnel, instrument equipment and soil test process quality upon soil test accuracy, and puts forward corresponding measures of guaranteeing soil test accuracy, with a view to provide some guidance.

soil test, indoor, accuracy, measures

1009-6825(2015)21-0061-02

2015-05-20

刘宇辉(1975- )，女，工程师； 解亚雄(1971- )，男，高级工程师； 李 超(1992- )，男，助理工程师

TU411

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