取样方法差异对室内土工试验结果的影响分析

2011-04-14沈樱涛

山西建筑 2011年17期

关键词：原状土工土样

沈樱涛

工程勘察中土工试验是作为对土层性质判别的主要指标，因此土工试验结果的准确性对工程师评价土层的工程性质起着决定性的作用。因此如何获取准确的土工试验结果一直是土工实验工程人员一直关心的问题［1，2］。

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。

对于这两种性质测试的结果准确与否，不但与测试人员的经验、对测试方法的熟练程度有关，同时还与勘察过程所采用的取样方法有着直接的关系。

我们知道，在《岩土工程勘察规范》［3］中，对不同等级的勘察，对原状土样的取样方法有着要严格的要求，但目前的勘察行业中，很多的勘察并未能按规范要求进行，这势必会对所取回来的土样进行测试其物理力学性质有着不同程度的影响。

1 现场取样方法

根据目前勘察工程中常用的取样方法主要有钻孔取样、探坑取样以及竖井取样，但用得最多的是钻孔取样，其中钻孔取样又可以分为:

1)压入法:

分为连续压入法和断续压入法;

2)击入法:

击入法一般适用于较硬与坚硬的土层取样，分为孔外击入法和孔内击入法两种;

3)回转击入法:

探井、探槽采取的原状土试样一般采用盒装。

不同的取样方法均对土体造成扰动，根据目前的研究，取样使土体产生扰动的两种扰动源为:一种是取土器本身结构对土体的结构扰动，另一种是取土卸荷引起的土体膨胀所产生的结构扰动。

为此本文重点分析不同的现场原状样取样方法、不同取样尺寸对土体力学性质指标试验结果的影响。

2 现场原状样取样方案

为研究取样方法的不同对土性室内试验结果造成的影响，在一个海相沉积场地进行了现场取样。取样分别采用钻孔取样，探井取样以及探槽取样。对于钻孔取样，分别采用连续静压法、断续静压放法。

三种不同方法均在一个面积为10 m×10 m的场地上取，深度分别为2.0m以及4.0m位置。同时土体取样的尺寸分别为常用直径(10 cm)与大体积(50 cm×50 cm)土样分别进行含水量、孔隙比、压缩系数、压缩模量、不排水抗剪强度等试验。

3 试验结果对比分析

对所采用不同方法所取回的土样进行室内试验，试验结果如表1，表2所示。

表1 不同取样方法条件下小直径土样(10 cm)常规试验结果汇总表

表2 不同取样方法条件下大直径土样(50 cm)常规试验结果汇总表

由试验结果分析可知，对目前常用的取样直径(10 cm)所取回的土样进行土工试验，其结果均存在着较大的差异，这主要是在现场取样过程中对原状土样产生了扰动，导致在室内进行试验时其试验结果存在差异。

采用钻孔取样进行室内土工试验测试，结果表明，连续压入与断续压入法所获得的试验结果差异较大，含水量相对较低，主要是由于土体在取样过程中被扰动后，土体中的水分有一定的流失造成的。而采用探井和探槽取回的土样，含水量相对较为稳定。土体的孔隙比相对而言，采用大直径土样进行室内试验相对扰动较小，结果与实际情况较符合，土体的粘聚力以及内摩擦角在多种取样方法中基本一致，而小直径土样离散性较大。