原状土样密封方法优化研究

□谢方媛 穆 娜 郄国增

原状土试样的密封保存是影响取样质量的关键环节之一。现在采用的蜡封法需要现场点火熔蜡，在操作上存在安全隐患，熔蜡过程中会产生少量白雾，对环境存在轻微影响。拟通过不同密封方法对原状土样含水率的影响的对比分析，找到一种合适的密封方法，保证勘探土样质量，简化勘察现场对原状土样的密封方式，减少现场危险源，保障人身和施工操作安全。

1.影响因素分析

不同类型的土，持水性能相差悬殊，如砂性土持水性较差，含水率易于变化。同一类型的土，不同的初始含水率，保存相同的时间，其含水率变化也不同。土工试验方法标准（GB/T 50123-2019）中规定：从取样之日起至开始试验的时间不应超过3周。

基于以上因素，本次研究从土的类型、土的初始含水率及土样的保存时间对含水率的影响进行分析。本次试验根据颗分将研究的土类大致分为中砂，壤土（黏粒含量约10%～30%），黏土（黏粒含量约40%～50%）3类。初始含水率分别约为10%，15%，20%，30%，具体以实际配制时土的状态为准，设定土样保存时间至60d。

2.试验过程

进行含水率试验时，常因各种因素，影响试验成果，如土层的不均匀，钻探取土时，取土器和筒壁的挤压，土样在运输和存放期间保护不当等等，所以本次试验采用室内制备土样，以减少以上因素的影响。制备完成的土样按照蜡封法、胶带全封法、胶带封缝法、塑料袋法4种方法进行密封。密封完成后，统一存放在避光阴凉处，每日监测室内温湿度。

3.数据分析

3组试样经过一个研究周期的称量测定，含水率计算结果见表1所示。

通过对以上3组试样的研究数据进行分析，可得出如下结论：

表1 不同封装方法含水率变化

一是密封方法的选择与土的性质及初始含水率均有一定的关系：对于砂性土初始含水率＜15%，壤土初始含水率＜25%时，黏性土初始含水率＜35%时可采用胶带封装法。由于钻探现场难以判断含水率，可通过观察土样是否有明显的析水现象，若无均可采用胶带密封法。

二是在上述含水率范围内，若试样密实或者结构性较强的土，也可以采用塑料袋封装方法，在运输过程中要采取必要的保护措施，防止试样扰动。若超过上述含水率或易于振动液化和水分离析的土试样宜就近进行试验。

三是本次研究中，试样的保存时间为60d，采用蜡封法和胶带封装法密封效果均较好，能够确保试样水分不损失。保存时间均超过了规范中规定的不宜超过3周，证明原状土样的保存时间可以适当延长至2个月。

4.效益分析

经计算蜡封法单个成本约1.49元，胶带全封、胶带封缝单个成本约0.14?0.27元，塑料袋封装法单个成本约0.47元。通过对比，胶带封装法成本最低，随着我国工程建设的快速发展，每年都会采取大量的原状土样，要用相当数量的黑胶布和蜡，在物质和资金上都是一大笔数字，胶带封装法较蜡封法及时、高效、环保，同时又能保证封装质量，具有较好的经济效益和社会效益。

5.结论

现代工程地质钻探经过几十年的发展，特别是1977年以来，钻探工程的质量和生产效率，钻探设备和仪器的配套与技术性能都有了很大的提高，但是关于原状土样密封的方法却始终没有变化。通过本次研究，证明胶带密封法能够满足原状土样密封的要求，既能贯彻执行国家有关技术经济政策，做到安全环保、经济合理、确保质量，又能保证原状土样含水率不变，具有实际意义，可以推广使用。