提高土工固结试验准确性的措施探讨

曹万灵

摘 要：本文主要以土工固结试验为对象，介绍了该实验的试验材料、试验工具及试验步骤等基本情况，并对如何使固结试验提高准确性的方法加以说明，以期对未来行业发展有一定借鉴。

关键词：土工试验 固结试验 准确性

固结试验作为土工试验一项重要项目，主要用于测试土的材料力学指标，即判断±压缩性能为地基的承载力和地基沉降的计算提供理论依据。提高固结试验结果准确性可以为工程的质量安全做好基础保障。固结试验的结果真实反映出土体的材料力学指标，其准确性直接影响着勘察报告的准确及建筑设计的安全。由于土工试验得到的每个指标其质量都直接关系基建工程质量安全使用与基建投资，若是固结试验结果不准确很容易出现重大工程事故，危害社会稳定。

固结试验得到准确指标数据的方法主要有标准试验及快速法试验两种。为保证试验结果准确性需要从野外取样原状土到切取室内土样，使用固结仪每一步都严格遵循土工试验的规程进行。

1.固结试验概述

固结试验为室内借助相关仪器测定同一土体受不同压力影响的压缩性的土工试验。主要测试土材料力学指标。为计算地基的承载力及计算地基沉降提供理论依据。实际上土体压缩量是土体孔隙体积受压力增大从而减小，然后按照土样变形量来进行单位土沉降量的计算，可以将试验成果整理绘制压缩曲线，通过计算得出压缩系数与压缩指数以及回弹指数和压缩模量，同时还可以得到固结系数与原状土先期所受固结压力等各项力学指标。与标准试验方法相比，快速法试验结果与标准试验结果极为近似，能够大量节省时间。我们实际工作时若无特殊工程要求同时对土体计算沉降要求精度不高时，通常选择快速法试验。图1为液压固结试验系统。

2.存放原状土样

野外取出原状土样时，需要注意被过多的水冲入土样中改变土体孔隙率，避免这样破坏野外土样天然的含水率，此外需要及时密封，借助胶带进行缠裹然后将土样蜡封，原则上最大限度保持土样原始的野外存在状态。 注意运输搬动等土样转移过程必须轻拿轻放，切忌碰撞摔打，扰动土样天然状态。此外土样若需要经过一定时间的放置， 建议使用湿透厚布麻袋完全覆盖待测土样，放置过程定时淋水，淋水量不宜过多，同时使土筒保持湿润，避免水分流失。

3.切取原状土样

在原状土样开启包装皮时需要辨别土样的上下及层次，若没有特殊要求需要使切土方向保持与天然状态的野外土体层次一致。目前试验室通常采用环刀法。首先将土样两端整平，然后利用刀削去与包装皮所接触土体，随后将内壁涂抹凡士林晾干后的环刀放在待切土样的中间，刃口朝下并且使环刀一直保持水平然后慢慢用力下压，这一过程使土样密切接触环刀，保证环刀外残余的土顺环刀的外壁倾斜向外削去，需要注意边压边削，做到土的结构不被破坏，直至土样能够伸出环刀，这一过程需要注意环刀绝不允许被直接压入土样。此外环刀削平两端余土时，尽量做到不去修补按压，更不要用刀来回在土面上涂抹剐蹭，以免将天然土样的孔隙比与湿密度被破坏，对于粉土如此做会使土体液化出水，严重影响最终试验结果。做完后需要设置对照组，即用一个新的环刀以同样方法做一次平行试验。

4.简述如何使用固结仪

4.1校正仪器

土样荷重作用会使得快速法试验时的土样压缩量一直低于正常试验土样压缩量，因此必须进行校正。校正仪器时与所做试验条件无比保证相同，同时固定好各个部件，其顺序不可调换。之后严格遵循试验步骤进行操作，然后重复校正，选取试验结果的平均值视作各级压力作用下仪器产生的变形量，同时需要保证平行误差不得超过百分之一毫米。在使用时固结仪必须保证每年进行一次校正，若是固结仪需要更换零件或者经过搬迁以及受较大震动之类的影响时.需要重新校正仪器，使仪器重新确定变形量，从而保证结果准确。

4.2仪器连接

首先，固结仪需要在干燥通风同时日光无法直射环境内放置。固结仪的种类繁多，选择合适的固结仪对于试验结果也有一定的帮助。土样安装时，做到耐心仔细，例如无法将环刀装人护环，可以换用仪器或将环刀的外壁及护环的内壁反复进行擦拭十净然后再次装入，切忌不能够用力击打，以免扰动土样，使得土体结构被破坏，增大试验结果的误差，同时使得环刀出现变形无法取出，或者是强行取出但无法再在试验中使用，造成浪费。

固结容器装好后需要在加压框架的正中放置，保证加压上盖凹槽处对准加压框架的中心凸柱，做到自然接触及自然密实，倘若加压框架的中心凸柱无法解触固结容器的加压上盖凹槽，处于悬浮则需要加在杠杆（加压盘）上数块铁片，做到凹槽与凸柱相互接触，之后才能够进行调试百分表。

4.3安装土样

在固结土样安装时，需要在固结仪处放置护环和透水板以及滤纸，之久把试样小心置入护环中，随后在试样上安放薄滤纸与透水板以及加压盖板等，注意加压框架对准正中，然后调整量表。仪器上下的各个部件间需要有良好的接触，因此预先施加1kPa应力，调试装好百分表用来量测土样压缩变形，调试时使指针的读数位于满量程整数出。饱和试样进行试验时，在第一级的压力施加后，需要立即往水槽注水至满。非饱和土体试样试验时，需利用湿棉围住所用加压盖板的四周，用来避免土样水分被蒸发。在使用固结仪过程中，在每次进行试验时各构件由于反复拆装使得透水石磨损较快，调试其它金属构件部位由于与水经常接触，易被锈蚀，所以每次使用玩需要进行擦拭，仪器需要保持干燥整洁。

4.4百分表调试

由于百分表调试开始之前加压框架所接触处针尖易出现松动，所以每次调表前必须拧紧百分表，用来防止试验时土样脱落导致无法计量变形量而引起试验失败。调试时一定要保证百分表的中心量杆被按到表盘的最下端位置之后再对零大小表针，如此能够有效避免土样变形量大时由于中途固结试验百分表量程不足而使得试验无法继续而引起的试验失败最终提供数据不够准确的现象，由于固结试验经常忽略这一问题，因此应当在这个试验步骤进行时给予重视。

4.5砝码加放

对零量表时，可以轻触杠杆，若是指针能够进行摆动，就可以说明试验仪器各部分的接触良好，随后开始对零，同时写下百分表起始时间，然后可以逐级进行砝码加放开始试验了。需要注意砝码摆放要整齐，记录每级加载所使用砝码重量及加放数量。注意慢拿慢放，避免震动或者外力破坏结果的准确，每次砝码加放后需要轻轻扶住固结仪的加压杆，始终保持加压杆静止状态，切忌加压杆来回晃悠。在读数时保持人的视线与表水平一致，然后看清读数，准确认真的记录数据。读数时既不能过晚同时不能过早。

5.人工操作

专业人才的引进、員工素质的提高是土工试验准确性增加的一项重要方法。专业人才利用自身知识水平以及丰富经验，把关试验最终结果，同时三级审核，增加土工固结试验最终结果准确性。员工素质提高可以通过定期考核培训一线人员的专业知识与仪器操作，对于数据准确率提高极为有效，对于土工固结试验的结果准确友制药保障。

6.结束语

固结试验进行时，土样，仪器以及试验操作每个环节对试验结果的准确都有影响，因此土工固结试验需要积累大量工作经验同时严格遵循正确试验的步骤方法，尽量避免出现试验失误，做到提高固结试验结果的准确，给工程建设提供准确有效的试验参数。

参考文献：

[1]徐婷.张强.土工试验各单项试验技术注意要点及其准确性措施[J].中国新技术新产品. 2015（8）： 146-147.

[2]牛识音.如何提高室内土工试验的准确性[J].中小企业管理与科技.2011 （28）：94-94.

[3]刘鹏.室内土工试验数据准确性探讨[J].科技信.2011 （23）：58-60.

[4]张敏妮.浅析土工试验中常见的问题及解决方法[J].技术市场.2011 （02）： 37-45.

[5]江稳琼.室内土工试验中应注意的问题及对试验数据准确性的影响[J].水利水电.2008（01） 66-69.