探讨室内土工试验常见问题与试验数据准确性

2020-11-25王丹荣杨燕燕

商品与质量 2020年34期

王丹荣杨燕燕

广西水文地质工程地质勘察院广西柳州 545006

1 室内土工试验指标的分类

室内土工试验在实验室进行，试验方法是在测定土壤时不受人为因素的影响，包括密度、含水量、比重、粒径分布和液塑限[1]。所得结果可为岩土工程技术人员和工程勘察工作者提供有价值的依据，更好地划分地基土层。在力学试验过程中，对土在外力作用下进行了实测，确定了土的抗剪强度、土的压缩性、土的渗透性等抗外力指标，为岩土工程设计人员提供了依据，为岩土工程设计提供了有价值的依据基坑支护和边坡稳定性设计是建筑物地基检测的基础。

2 室内土工试验指标以及影响因素

为了全面了解土的性质指标，可以掌握土样的物理指标，如土样的密实度、土样的含水量等。同时，还可以得到土样的其他物理指标，如土样孔隙比、土样液相指数、土粒比重、土样饱和度、土样液限、土样塑性指数、土样塑性极限、土样含水量等，其中：比较重要的物理指标是土工试验中可以得到的土壤含水量、密度和土颗粒的比重等，其他物理指标可以通过这三个物理指标换算得到。在土壤的试验指标中，土壤含水量极易发生变化，其含水量随土壤质量的变化而变化。如果还有其他因素，也会对土壤含水量产生一定的影响。例如，土层中存在非均质性，未按规范取样，土样在运输，运至实验室和土样在储存过程中运至实验室时，会受到各种因素的影响，特别是环境温度的变化，土样的含水量也会发生变化。

3 室内土工试验力学性指标及影响因素

土的力学指标很多，包括回弹模量、压缩系数、承载比、压缩指数、固结系数、压缩模量、内摩擦角等。随着土体的体积变形，通常随着土体体积的减小，因此，在外力作用下，会出现体积减小的问题，即土体的压缩性。该图的压缩性可以通过固结试验确定，主要包括两个方面的特征。一种是土的压缩性会使土中的孔隙体积减小；另一种是孔隙水去除后，土样会被压缩，饱和粘土经过一定时间后会逐渐恢复，而压缩性也会随着时间的变化而变化，随着时间的延长，土体会逐渐固结。在固结试验中，需要测量土压力。土的其他指标，包括土的力学指标和土的抗剪强度，都会受到外界因素的影响，导致剪应力和抗力的变化[2]。

其一，土内矿物成分以及颗粒形状的影响。对于黏性土而言，矿物质是重要的影响成分，通过测试黏性土，就会发现黏性图勃性土的抗剪强度会产生变化，这是由于土内所含有的矿物多种多样，其中矿物质含量也会发生变化，这必然会对黏性土造成不良影响，土中所含有的矿物含量产生变化，黏性土的性质也会发生变化。

其二，天然含水率的影响。土体的天然含水率增加，液限指数也会增加，必然会减弱细粒土的连结，降低其强度。粗粒土会影响到土体的含水率，当干砂土处于纯净状态下的摩擦角必然会很大，与干砂土在饱和状态下相比，会增加内摩擦角，由于土体中含有少量的毛细水，导致干砂土中所含有毛细水产生连结，形成一定的黏聚力，但是如果黏聚力比较小，这种毛细水的连结就不必存在了。

其三，密实度的影响。随着土内有很大的密实度，这是由于土内的空隙比会减小，土的接触点会相应地增大，使得细粒土中的连结就会降低，土的强度也会相应地降低。在土中，土的密实度是非常重要的，对土进行深入研究，土中的空隙非常小，土的抗剪强度就会增加，两者存在反比的关系。

其四，受力条件的影响。对土的含水量会对其连结度产生影响，土的结构也会对其连结度产生影响，其对扰动有较高的敏感度，这是由于土结构在扰动的作用下遭到破坏，随着连结逐渐消弱，抗剪强度也会相应地降低，两者是存在正相关性的[3]。

4 室内土工试验指标的相关性

通过以上对土的试验力学指标的研究和分析，认识到二者不是独立的，而是相互作用的。土的性质对土的力学性质起着决定性的作用。土壤的强度是不固定的。然而，随着外界环境的变化，土的强度也随之发生变化。扰动会对天然土的结构产生一定的影响，需要引起高度重视。土壤的矿物组成与土壤的力学性质有关。通过对试验结果的分析可知，土的压缩曲线形状与其含水量密切相关，土体结构与土体之间也存在相关性[4]。从土壤中的砂和矿物组成来看，土壤颗粒的比重起着重要作用。土壤矿物含量越高，颗粒所占比例越大。黏粒含量越大，土颗粒所占比例越大，土的塑性指数也相应增大。土体的塑性与土体的抗剪强度直接相关。随着土体塑性的降低，土体的内摩擦角增大[5]。另外，土壤中的含水量将直接影响土壤的力学指标。在相同的环境下，同一类土的含水量越大，土的内摩擦角越小，粘聚力也随之降低。