水利工程土工试验若干问题探析

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1、水利工程土工试验若干问题探析摘要：土工试验是水利工程勘察的一个重要环节，其目的是测定土的基本物理、力学性质，为工程勘察和设计提供可靠的计算数据。本文结合笔者多年的工作实践经验，剖析水利工程土工试验中常出现的问题，并且探讨出解决方法与应对措施。关键词：水利工程；土工试样；问题分析中图分类号：TV文献标识码：A文章编号：随着国民经济的迅速发展，水利工程项目也日益增多。而在水利工程项目施工过程中，土工试验占据着十分重要的地位，土工试验需要准确的地质勘查和了解土的各项物理性质和力学指标等，还要确定土样的定性、定理分析与各种评价

2、，为地质勘察报告提供重要资料。但是在细节处理和如何更快捷得出科学合理的结果还是需要一定的经验，因此，要把地质勘查结果与工作实践经验相结合起来方能得出正确的解决方法和应对措施，从而为施工单位提供准确的、有效的和科学的土工试验报告，以便水利工程顺利完工。1试样制备1.1把土样严格划分级别9在开启土样筒后，先检查土样质量并划分土样质量等级，土样质量等级的划分大致可按现场外观检查、测定回收率、X射线检验及室内试验评价4种方法确定。上海地区利用室内试验的破坏应变值εf和压缩试验的扰动指数ID或体积应变εV划分土样级别标准是：Ⅰ级

3、试样εf＝1％～3％，ID＜0.15，εV＜1％；Ⅱ级试样εf＝3％～5％，ID＝0.15～0.30，εV＝1％～2％；Ⅲ级试样εf＝5％～6％，ID＝0.30～0.50，εV＝2％～4％；Ⅳ级试样εf＝6％～10％，ID＝0.50～0.75，εV＝4％～10％，其他地区可以参考使用。1.2严格按试样制备要求制样室内制样主要方法是用环刀切取规定数量（一般是6组）试验样品，室内制样操作不当同样会降低土样级别。制样的关键点：①在环刀内壁涂一薄层凡士林，目的是为减少环刀与土样间的磨擦，避免土样压密扰动，据调查目前涂凡士林这一

4、步骤在实际操作中并没有被很好地执行；②将环刀垂直下压，环刀垂直下压是避免环刀偏向受压时环刀一侧出现相对压密而另一侧出现样品与环刀间的小缝隙，造成土的容重、压缩模量失真；③环刀下压过程中，边压边削，可避免土样受到环刀外侧壁与土样间的过大摩擦而使土样下部受到一定程度的压密；④压入环刀后对土样的上下端面削平，对于软土要用钢丝锯整平，若用切土刀整平则刀面极易带起软土形成二次扰动，对其他土可采用切土刀削平。1.3做好开样记录工作9在制样过程中要对土样的颜色、名称、包含物、矿物成份、软硬程度、塑性状态、湿度（如粉土及砂土上下部含水

5、量明显不同）、结构构造等进行描述，这有利于后期数据整理时进行对比和综合分析处理，得出符合工程实际的数据，同时也有助于实验人员积累经验。2土的物理性质试验2.1含水率试验土层的不均匀、取样扰动、取土器和筒壁的挤压、土样在运输和存放期间保护不当而失水等均会引起含水率的变化。在试验室若操作不合理同样会影响土样含水率的测试结果，这主要表现在以下方面：①取样点的位置不同，尤其是对粉质含量高的粘性土、粉土、砂土，样品的上、中、下不同部位含水量会有较大的差别，为克服这种影响可分上中下不同部位同时取等量样品，加以混合后再取为含水量试验

6、样品；②铝盒烘干时应开口，以利水的充分蒸发。铝盒质量应定期标定；铝盒在长期使用过程中由于氧化、磨损其质量也有一定变化，定期标定能有效降低试验误差；③烘干时间及温度也会对含水率构成影响。粘粒含量很高的土类，如红粘土、膨胀土粘粒含量很高，有更大的比表面积，吸附水能力强，需105℃～110℃烘干8h以上，对砂土不得小于6h，但对含有机质的土（尤其是有机质含量大于5％的土），应在65℃～70℃烘至恒重，温度过高会造成有机质的损失，使含水量偏大。92.2土粒比重试验土粒比重是土粒质量与同体积纯蒸馏水在4℃时的质量比值，是土的基本

7、物理指标之一。从理论上讲要得到一个准确的土粒比重值较为困难，因为国标中采用的试验方法存在下列因素的影响：①结合水的影响。土粒带负电荷，与其周围的水相互作用，形成结合水，这部分结合水在土粒烘干温度下仍然吸附在粘粒表面，使测出的土粒体积大于实际体积，从而测试结果偏小。②土粒间胶结物固化的影响。制备试样在烘干过程中，不可溶的胶态次生矿物如二氧化硅、粘土矿物等易固化形成团粒，形成的团粒较难靠水的作用分散，加热煮沸对团粒不能达到完全分散的作用，使计算出的土粒相对密度偏小。2.3界限含水量试验液塑限联合测定法的理论基础是圆锥下沉深

8、度与相应的含水率在双对数坐标纸上具有直线关系。液、塑限联合测定法的界限含水量土样制备方式对比较均匀的土可采用天然含水状态的土样；对不均匀的土样，采用风干土样，当试样中含有粒径大于0.5mm的土粒和杂物时，应过0.5mm的筛，在实际操作中常存在对土中少量原生的铁、锰质结核直接压碎混入土中情况，这种方法造成土的液、塑限含水量偏小；采用