水利工程土工试验原状土制备的步骤

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摘要针对某水库项目的土工检验作业，简单地介绍了室内土工检测当中几个常见的检测项目、原状土制作的环节与要求注意事项，较好地维持了土的原始形态，提高了土工检测结果的精准度。

【关键词】土工试验；试样制备；注意事项

1引言

原状土（不扰动土）是指土的原位应力状态虽已出现了一定程度上的转变，但是土的架构、密度以及其含水总量出现的转变相对较小，没有物理因素与化学构成的转变，可以符合室内检验的各种需求，可以使用近似检测土的原位强度、稳固、渗漏与其余物理理性标准的样品。其自身的安全质量直接关系着项目的地质调研、地质架构判定、矿产资源评判、水文地理的调研，并得到矿产储蓄量的准确程度以及可靠程度。

2工程概况

该检验站承受了某水库项目土工检验作业，检测项是天然状态土的理性标准涵盖有含水比例、密度、干密程度、孔隙比例、饱和程度、土粒比率、界限含水比例、粒子直径研究、渗漏、饱和稳固检测以及饱和固结慢剪检测。

3原状土制备步骤

3.1准备工作

对封闭的原状土样品要小心运送与妥善储存，检测前不得打开。收样时，要求检测土样密闭，没有遭受扰动，并附加上对应的标记，标记项目的名称以及试坑或者是钻孔的标号、标高、样本选取深度或是其区域、选取样本的时期、标注原状土的取样的方向以及备注，并提交注明有关讯息的送样表格。检测前，假若要求展开对应的土样鉴定以及分类指示而将其打开，要求在检测后，应当立即妥善储存好，放置在阴凉的区域（冬季要求使用防冻手段），尽可能地防止扰动与水分挥发[1]。因为土试样搜集后直到开土检测的时间之内，受到自然以及人为因素的作用后，很容易会遭受扰动，并且在储蓄时间当中的扰动对于土试样的作用很大，但又很容易被作业人员忽略，在这段时间当中的扰动可能会比取样过程中的扰动更加严重，所以要求尽可能地减少土样储蓄的时长，通常应≤2周的时间。本项目共提供了10个样本，都属于原状土，检测项是天然状态土的理性标准、界限含水比例检测、粒子直径研究检测、渗漏检测、饱和稳固检验、饱和固结慢剪检验。该检测站样品收发室针对检测样品检测符合标准后进行对应的收样，展开室内排序（序号是：2013504T-2013513T）后送到该检测站的试验室当中。

3.2试样制备

以标号是2013504T的样本为实例，依照委托机构需求的试验项目，该检验站试验室的试样配置环节如下：1）打开土样筒提出样品。2）用渗漏检测环刀、固结检测环刀、剪切检验环刀分别配置1个渗漏检测样本、1个固结检测样本及4个剪切检测样本。3）切除试样后剩余的原状样本，使用蜡纸包裹好放置在保湿装置当中，以备作检测使用，消除的余土作天然状态土的理性标准、界限含水比例检测、粒子直径大小研究检测。4）把试样进行饱和。

4注意事项

1）样品制备（简称取样）应具有代表性。当开启取土筒进行选样时，通常情况下，用手就可以判定其土质的软硬质地，这是由于土中含水量由于地心引力的效应自上而下渗漏，因此，其上层样本含水比重相对较低，下层土质的含水比重相对较高，所以，在进行理性检验时[2]，比如，其自身的含水比重、液限等项目进行检验时，所取样本要求注重其代表性质，也就是所选择的样本能代表整个区域的土质。2）取样要求注重均匀性。在开土的整个环节当中，有许多样本的土质构成成分、颜色、理性等是在逐渐出现转变的。所以，在样本的选取过程中要求注重其均匀的特征。假如所选择的样品自身的代表性质不强，且不均匀，那么所检测得到的样品理性标准如下：（1）含水总量、比例层面上就存在有一定的偏差，那么，依照其含水总量、比例等演算得到的其余标准就不精确了；（2）检测得到的液塑限标准不精准，就无法更好地判定土的理性；（3）针对土样进行颗粒检测时，所检验得到的粒子构成百分比、粒径分布、有效直径D10、不均匀系数等数据都不精准，所以，所检测得到的理性指数无法适当地对土展开项目分层以及当作材质的标准。3）对制备土的力学性试验的土样（原状土），应注意开土时切勿将土样的上下层次倒置。开土的作业环节依照检测流程展开。打开样品筒选取土样时，要求小心打开原状土样包装层，辨识土样上下以及其分层，整平土样的两边，将样品筒依照标注的上下方向配置，打开之后，检测样品的架构，确立该样品是否会遭受扰动，假若受到扰动，作用到检验结果，要求把样品重新封装好，并和委托机构联系。假若选取土质量符合相关的要求，就能配置力学性质检验的样品。4）使用环刀针对土质进行取样时，要求环刀当中的土应有一定的代表性。不可用手去挤压土层面层上细小的缝隙或孔隙，否则，环刀中的样本就可能会出现有一定程度上的扰动，且其本身的密度差异会相对较大，使其最后测定得出的抗剪指数———内摩擦角φ和凝聚力c都不符合实际，对运算基底、斜坡挡土墙等的稳定系数产生一定的作用。5）使用环刀针对土质取样作固结检测时，除了维系其所选取样本应当是原状土之外，一般情况下所选取的样本都位于其中央区域。因为引力的作用，土样上、下层的含水比例是有一定差异的，中央区域的代表性质更佳。相反，假若所选取的样本遭受扰动的程度较大或是其自身并不具有代表性质，则所检验得出的相关指数的偏差相对较大，这样就无法更佳地运算得到的土体沉降总量、沉降比例。6）在使用环刀展开取样时，要求注重样本与环刀间的切合，否则，要求重新取样。假若其表层出现由微小孔洞时，要求利用钢丝锯将样本的孔隙封堵好，使其尽可能地和天然状态维持一致，此时不得使用环刀进行挤压。依照检测需求使用环刀选取样本时。要求注重：整平土样两边，无特别需求时，切取土方向和天然层面垂直。由于原状土在削减的环节当中，样本的架构会遭受一定程度上的损坏，损坏所带来的作用，伴随着试样直径比例的变化出现有一定程度上的差异。扰动针对检测成果而言有一定的作用，检测结果的精准度将取决于扰动的限度。因此，在切削样本时要求十分耐心地进行作业，尽最大可能防止样本受到破坏。7）在削切的环节当中，要求细致地观察并且检验其土样的分层、味道、色泽、有无杂质、样本是否均匀等。假若土质不均匀、有缝隙，则要求使用配置的渗透检测、固结检测以及其剪切检测的样本[3]。要求针对土样的层面、味道、色泽、夹杂物质、缝隙以及其均匀性质展开检测，针对低塑性质以及其高灵敏程度的软土，制备样本时不得出现扰动。原状土样本配置除了能在某一检测记录当中记载之外，还能使用密度以及含水率检测记录，不另行编制与记录，鉴于原状土开土时的样本描述对检测结构的研究有较大的帮助，因此，增设了“原状土开土填写”，内容涵盖有土样序号、取土高度、取土深度、封存状况、扰动状况、色泽、味道、架构、夹杂物等，其余的描述能记录在其余的项目中。8）依照试件自身以及其项目的需求，是否对其展开饱和，假若马上进行检测或饱和，那么要求要将试件暂时存放在保湿设备中[4，5]。9）切取样本后，所剩余的样本要求使用蜡纸封装好，放置在保湿装置当中，以备不时之需。剪切检测每一组实验样品≥4组。切取样本、实验样本以及其环刀要求组合密切，同一组实验样品的密度差距≤0.03g/cm2，含水比例的差值≤2%，所以每一次试样选取后，都要求称取环刀土的总总量。检测完成后，将其烘干，称取干土总量，用来检验其样本的含水比例，得出其密度差距＞0.03g/cm2，含水比例的偏差数据＞2%，要求另外补做检验。

5结语

综上所述，在原状土样本的配置过程中，人为主观偏差所占到的比重相对较大，在制备环节中如何维持土的原始形态，直接关联到土工检测结果的精准度，而土工检测结果和之后项目的设计作业有着紧密的联系，所以要求土工检测人员必须谨慎对待，以免出现有样品扰动的情况。

【参考文献】

[1]叶燕萍.土工试验的常见问题探讨[J].广东化工，2016（15）：297-298.

[2]闫建玲.对土工试验细粒土颗粒分析黏粒（＜0.005mm）测定影响因素分析[J].中国水运，2015（12）：70-71.

[3]李玲玲，王举平，朱斌.影响土工试验质量的常见问题分析及对策研究[J].建筑设计管理，2015（7）：88-92.

[4]何建平，王改会，唐云.土工试验中存在的一些问题及建议[J].岩土工程界，2006（1）：30-31.

[5]吴秀勤.土工试验室质量控制[J].西部探矿工程，2005（3）：52-53.

作者：张英勃 单位：吉林省水利水电勘测设计研究院