土工试验中数据异常的影响因素及解决方案

李鑫

（中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队，吉林长春 130000）

土工试验是岩土勘察工程中的重要构成部分，通过该项工作开展可以获得准确的岩土物理力学性能指标，在有效掌握岩土层的特性中更好的开展工程设计和地基处理工作。本文尝试从土工试验的内涵入手，对引发土工试验数据异常的各类因素进行总结与分析，然后提出科学采样、运输管理、规范操作、方法选择等解决措施，以供参考。

1 土工试验的内涵

土工试验就是对施工区域内土层特性和地质条件进行数据化分析的过程，通过开展土层渗透性、土的固结、土的剪切、土的承载力等试验，分析土的含水率、密度、颗粒成分。在通过土工试验为研究土体变形机理和工程地质性质提供可靠的土的物理力学性质指标以后，可以为工程施工方案设计、地基处理方法选择、增强边坡稳定性等提供有力支持，保证最终工程施工质量和使用安全[1]。

2 土工试验中数据异常的影响因素

对引起土工试验数据异常的影响因素进行总结，主要包括：（1）采样不合理。在开展土工试验工作之前，要重视岩土体取样工作，若在这过程中出现采样不够科学合理的情况，比如没有根据地区地质特性和岩土层分布情况对土壤进行采集，则无法保证采样岩土体具有地区代表性，会影响最终的试验结果。（2）运输管理不足。在完成岩土体采样工作后，要将其送往实验室进行测量试验，整个运输过程若采样岩土体受到了外界天气、运输时间等因素影响，也可能会引发岩土样本变质的问题，降低试验数据结果的准确性。（3）方法仪器选择不当。土工试验包括含水率试验、抗剪强度试验、密度试验等内容，针对不同内容进行土工试验操作，也要选择合适的方法和仪器，但是实验中却出现方法仪器选择不当的情况，这不仅会降低土工试验工作开展效率，还无法保障数据结果质量。（4）人员操作不规范。土工试验工作的开展，不仅涉及到的试验内容和操作流程比较多，而且对试验工作人员综合素质也提出较高的要求，实际作业过程若人员出现试验要点把握不足、操作不够科学规范等的情况，也会对土工试验结果带来不利的影响，还要结合实际采用有效措施进行应对和解决[2]。

3 土工试验中数据异常的解决办法

3.1 科学采样

保证岩土体采样科学和质量，才能为土工试验工作有效开展和数据结果准确性奠定良好的基础，具体措施包括：（1）了解区域岩土情况。采样人员在深入地区实际开展岩土体采样工作时，需要根据区域相关地质调查资料，对区域的岩土情况进行调查和了解，明确岩土的实际结构层次以后，确定岩土体的具体采样点，取样时也要保证均匀性。（2）保证取样操作规范。在取样过程中，采样人员需要进行钻孔操作，要控制好钻孔的倾斜度、垂直度等，以防止因为土层受到压力作用而引发原土结构层次变化的情况。另外，取样时还要清洁钻孔孔底，特别是取样过程出现的残余颗粒，要将其有效清理出来，以通过其获得样本原有的压缩系数[3]。（3）合理选择取样仪器。在准确把握岩土的实际特性以后，就可以选择合适的仪器设备进行取样作业，要控制好设备的取样速度，以防止因为摩擦力增加而改变原土样的结构特性，影响后期土工试验数据结果的准确度。

3.2 运输管理

要防止样本运输管理不足，导致土工试验数据异常状况，需要高度重视样本运输管理，具体措施包括：（1）样本密封保存。在完成岩土体取样工作后，可以采用分类包装的形式进行管理，要注意检查包装的密封性，要增加防潮层，以防止因为长途运输和外界环境，对样本质量产生不良的影响。（2）加强防震处理。在样本受到较大压力状态下，自身结构和性能也会发生一定的变化，对样本进行运输时要做好防震处理，比如采用悬浮式包装方法、全面防震包装方法等，即便是运输过程发生颠簸的情况也不会对样本本身结构造成较大的扰动。（3）采用就近原则。要切实保证采集岩土体的样本质量，就要尽可能的减少长途运输情况发生，严格遵循就近原则对样本开展土工试验和数据测试工作。

3.3 方法选择

土工试验包含的内容有很多，比如含水率、密度等，针对不同内容要选择不同的方法，这样才能保证实际工作效率和最终试验数据准确性，具体包括：（1）土的含水率试验。在开展土的含水率试验时，可以对烘干法、核子射线法、酒精燃烧法等进行运用，其中烘干法适用于各类土，核子射线法适用于现场原位测定填料为细粒土，酒精燃烧法适用于不含有机物的砂类土和黏土。这里以烘干法为例，试验时要取15～30g的试样，将之置入到烘箱内，温度控制在105～110oC 之间，在试样达到恒重状态以后，从烘箱中取出放到干燥容器内进行冷却，然后采用（m0/md-1）×100 公式对试验的含水率进行计算，其中m0 和md 分别表示湿土质量和干土质量，单位为g。（2）土的密度试验。开展土的密度试验工作，运用环刀法、灌砂法、灌水法，其中环刀法适用于粉土和黏土，灌砂法在现场测定最大粒径低于75mm 的土中应用较多，灌水法在现场测定最大粒径低于200mm的土中应用较为广泛。这里以环刀法为例，首先选择适合的环刀、天平的仪器设备，其中环刀内径和高度分别不能超过79mm和20mm，天平称量若为200g，最小分度值就为0.01g，测定时要在环刀内壁涂抹一层凡士林，在完成切削土样以后，称环刀和土的总质量，在计算得到试样的湿密度和干密度以后，就可以对取测值的平均值。

3.4 规范操作

试验人员综合素质水平的高低和实际操作规范性也会对试验结果数据准确性带来直接性的影响，为此要防止土工试验数据异常情况出现，还要保证试验人员操作规范性，具体措施包括：（1）制定严格工作制度。在开展土工试验工作之前，要对土工试验工作内容、方法流程、具体要求等进行全面梳理，然后制定科学的工作制度和实施细则，让试验人员严格按照规章制度要求进行操作，这样既能够防止数据异常情况发生，又能够提高实际工作效率。（2）加强试验过程监管。在开展含水率、密度等土工试验工作时，要防止试验人员出现操作不规范的情况，则有必要对土工试验过程实施严格的监督和管理，科学指导和监督试验人员严格遵照工作流程进行作业，及时发现土工试验过程存在的问题，并在第一时间进行优化解决。（3）落实试验结果检验。在完成土工试验工作以后，也要及时对试验结果数据是否真实、准确和可靠进行检查，可以采用多几次试验测量分析的方式，以及时发现试验数据出现的异常情况，并在取试验均值中确保结果准确性。

4 结语

土工试验工作开展，其所得试验数据结果极容易受到取样、运输、操作等环节的影响，进而出现试验数据异常的情况，极大降低了岩土工程勘察质量。要妥善解决这一问题，就要从科学合理取样入手，依次做好样本运输管理、方法合理选择、试验规范操作等工作，以推动土工试验活动更加顺利的展开，最终试验数据结果准确性也能得到有力保障。