试样土含水率试验影响因素分析

王 波

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 土的液相概念及性质

自然土壤由固相、液相和气相三部分组成，通常称为土壤三相比。土的含水率是表征土壤中液相在三相组成中所占比例的质量指标，是地基土最基本的物理性质指标。通过含水率，可以计算出土的干密度、孔隙比、饱和度等其他物理力学指标，可以评价土的承载力和冻胀性。因此，准确测定土的含水率，在工程地质中至关重要。下文通过试验对影响含水率测定结果的因素进行简要分析。

2 土样含水率试验

2.1 主要仪器设备

电热烘箱：应能控制温度为105~110℃。天平：称量200g，最小分度值0.01g。

2.2 试验步骤

一般取具有代表性试样15~30g，有机质土和砂质类土为50g，放入称量盒内，盖上盒盖，称盒加湿土质量，精确至0.01g。然后打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105~110℃的恒温下烘至恒重。烘干时间为：黏性土、粉土不得少于8h，砂土不得少于6h。含有机质超过干土质量5%的土，应将温度控制在65~70℃的恒温下烘至恒重。将称量盒取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称盒加干土质量，精确至0.01g。

2.3 试验计算

土样的含水率按下式计算，精确至0.1%。

式中：Wo——土样含水率，%；

mo——湿土质量，g；

md——干土质量，g。

2.4 测定要求

试验必须对两个试样进行平行测定，比较其差值：当含水率小于40%时，误差为1%；当含水率不小于40%时，误差为2%，取两个测值的平均值，以百分数表示。

3 影响因素分析

3.1 野外取土要求

野外勘察施工过程中，采取试样的方式有探井取样和钻孔取样两种。取样过程中，夏天要防止试样暴晒，冬天要防止试样受冻，取出的试样要及时密封，送往实验室内储存。在采用湿法钻探技术钻进时，采取试样时要避免钻探液浸入试样。

3.2 试样储存要求

对于送到实验室的试样，冬天要采取防冻措施，但试样不能放置在靠近暖气的地方。采用胶带纸密封的试样储存时间不应超过7d，蜡封试样储存时间不应超过15d。

3.3 所取试样质量

规定所取代表性试样质量为15~30g，有机质土和砂质类土为50g。试样太少时，测定差值容易超差需进行返工重测，且所测得的含水率不准确；试样太多，需延长烘干时间，易造成试样含水率的测定差值超差而需返工重测。

3.4 试样采取方法

为真实反映土壤含水量，试样取样要具有代表性。试验时所用的试样应从样品里部采取，不应该用作其他试验项目样品的剩余样。对于野外探井所取的样品，如果用样品外围切削下的试样来测定含水率，其测定结果由于外围土的失水而使测定值较试样的实际含水率偏小；对于野外采用泥浆护壁所取的钻孔样品，如果用样品外围切削下的试样来测定含水率，其测定结果由于外围土可能与泥浆接触而使测定值较试样的实际含水率偏大；对于样品中零星或局部含有砾石或钙质结核时，所取试样应将砾石或钙质结核去除，否则试样测定结果将比实际含水率偏小。

3.5 温度控制

自动控制温度的烘箱应将温度调整在105~110℃。温度过低，土试样烘到恒重时需要延长时间，掌握不好容易造成含水率测定值超差需返工重测，且测定的含水率不准确；温度过高，容易将土试样中其他物质在高温下分解，造成土试样的含水率测定值比实际含水率偏大。对于有机质超过干土质量5%的土，必须将温度调控在65~70℃恒温烘烤；高于此温度，土试样中的有机质将分解而使所测土的含水率比实际含水率偏大。在此温度下，试样的烘干时间要相应延长，否则测出试样的含水率将比实际含水率偏小。

3.6 冷却方式

从烘箱中取出的称量盒放入干燥容器内冷却至室温。干燥容器内的干燥剂必须处于有效状态，在冷却过程中不易从空气中吸湿。如果将烘箱中取出来的试样直接在空气中冷却，则热的试样容易从空气中吸湿而使干土质量增加，从而使测定值较试样的实际含水率偏小，特别是室内空气湿度较大时影响更大。

4 结语

含水率可定量反映土中液相所占的比例，是土的最基本的物理指标之一，与土的工程性质评价直接相关。野外钻探取样、运输、储存、试验等各个环节均会对测定结果产生影响。为使测出的土试样含水率值最大限度地接近土的实际含水率，在实际勘察测试工作中，专业技术人员应把握好各个环节，使所测的结果偏差最小、最准确。