浅谈国内土工试验中存在的问题和改进方法

席豪

（南京中化建设工程检测有限公司 江苏南京 210000）

概述

由于岩土自身的不均匀性，取样、运输过程中的扰动以及土工试验人员能力素质的不同，以及土工试验仪器操作方法的差异，导致了土工试验中存在着许多问题。在一定程度上影响了土工实验结果的准确性。土工试验报告的质量直接影响工程勘察报告的质量，最终影响整个工程项目的安全。因此研究和解决土工试验过程中存在的问题有着十分重要的意义，土工试验中存在的问题主要体现在以下几个方面。

1 人为因素

土工试验人员的业务素质是保证土工试验质量的关键。它要求从事土工试验的人员有高度的责任心，并且有较高的专业知识和技能。然而在规模较小的勘察单位土工试验人员素质参差不齐，大部分实验人员没有接受专业的岩土工程教育，有可能导致土工试验的不规范，导致土工试验的结果不准确。

2 试验仪器因素

（1）设备老化是土工试验过程中影响结果的重要问题，其主要原因是长时间的使用导致仪器老化，一些金属的试验工具例如环刀、平口刀、大小铝盒使用时间久了会产生磨损和锈蚀。百分表使用时间久了指针变得不灵活。

（2）仪器生产厂生产的仪器不符合国家标准要求。一些单位在采购仪器过程中为节约成本，购买价格低廉、质量不合格的试验仪器。用于制样的环刀刃口、高度、内径不符合国标的规定。颗粒分析试验的筛网孔径不标准，使用的土壤比重计未经国家计量部门检测，产品不合标准。固结仪的杠杆不灵活，仪器加工粗糙。数据采集系统的传感器精度不符合实验精度要求。

（3）试验仪器使用后保养工作不力。百分表长期使用不做标定，表杆进灰尘不灵活。剪切仪长期使用导致剪切面内圆棱角磨圆。电子秤砝码不按国际单位制校正。用于盛含水率和液塑限的大小铝盒使用后没有擦拭干净影响下次试验的结果。土工试验仪器在使用后没有及时的清理造成仪器中的金属零件锈蚀。采集试验数据的传感器使用后维护不力造成仪器的精度不能达到试验的要求。

3 试验方法因素

试验方法的问题主要是不能严格按照国标规范的要求进行操作，主要表现在下面几个方面：

（1）野外取样后送往实验室的途中，试样扰动以及土样水分的丢失。开土过程中选取含水量试验的样与力学试验的样土壤性质不一致，造成物理性质与力学性质的指标冲突。在用环刀法测试土样密度时试验人员直接用切土刀将环刀两端刮平，导致切土刀刀刃磨损变形，使测得的土样密度偏大、孔隙比偏小等一系列的问题。对容易产生扰动的软土使用平口刀在环刀表面多次刮削，造成试样的扰动破坏。

（2）液塑限试验时对不均匀的土样不按规范要求先经过0.5mm孔径的筛子。烘干过筛后的液塑限试样没有浸泡过夜就直接进行试验。调土不均匀，使用的圆锥仪锥头有磨损，导致液限偏大。液限试验的试样没有把试样杯填密实。塑限试验不搓条，采用经验公式换算。对颗粒分析试验得出结果大于0.075mm颗粒超过50%，粘粒含量超过15%的土不进行液塑限试验。液塑限试验结果与土的实际性质有明显矛盾时不分析原因就直接采用。造成土的分类定名错误。

（3）固结试验的稳定标准在《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）中规定：施加每级。力后，每小时变形达到0.01mm时，测定的试验高度变化可作为稳定标准。但是国内大部分试验室由于固结仪器数量限制，试验工期紧迫还在沿用每一小时加一级荷载的快速法。前期固结压力试验不按照规范要求的时间加荷。最后一级压力固结时间短，未达到稳定标准。压缩曲线不按实际坐标点连曲线，任意跳点修正造成虚假数值。对地下水位以下的试样，固结容器内不注水。

（4）渗透试验切取试样未做充分饱和处理。未采用抽气后的蒸馏水进行试验。试样上下面未贴滤纸导致渗透系数不符合土样土性。试验时没有将仪器中的气泡排干净便进行试验。

（5）颗粒分析试验不能严格按照规范规定的时间观测比重计读数。对规范要求的六次读数，漏读或者比规定的时间提前或滞后观测，观测到的试验结果不准确影响土的正确定名。

土工试验的试验结果是建筑工程设计和施工工作的依据，是保证工程质量的前提。因此针对上边土工试验中的问题提出一些解决方法，具体如下：

（1）根据目前国内土工试验室的状况，要全部由专业技术人员来担当试验室的试验人员几乎是不可能的，所以应该建立一套健全的土工试验人员专业培训和继续教育的系统以提高土工试验人员的综合素质。针对部分勘察单位工作人员素质不高的问题，可定期组织土工试验人员进行集中培训学习，以提高土工试验人员的专业技能。可聘任具有较高文化及业务水平的技术骨干担任试验室的负责人，指导试验室的工作，在日常的工作中检查监督试验人员严格遵守国标及规范要求，解决工作中的疑难问题直至审核审定试验成果报告。另外要增加工作人员的职业道德教育，使其在工作中保持严谨的工作态度。

（2）试验仪器使用完毕后要进行清洁，定期对试验仪器进行维护。仪器的使用保养要由负责该试验项目的人员来完成。试验仪器要定期送往国家计量部门进行检定和校准，对于已经不合标准的仪器要予以报废，更新或整修陈旧的、影响试验质量的仪器。试验环境要保持干净，无灰尘。

（3）加强对试验过程的控制。对于搓条法，试验人员的经验、熟练度对结果影响较大，因此需要多练多培训。人为因素对液塑限联合测定法产生的影响较小，所以尽量使用联合法来测定土样的液塑限。标准固结试验应按规范要求加荷，快速法由于违背试验规范的要求应予以禁止。直接剪切实验对粉土、粉质粘土及较软的土样进行测量的方法较为简单，其测出的强度指标参考性不高。因此，技术人员需对加荷条件进行明确，以便对剪切速率进行合理控制。对土质松软的土，应分次施加垂直压力，避免土样挤出。三轴试验可以针对此类土取得较好的试验结果，也可以进行一定数量的三轴剪切试验进行比对。颗粒分析试验对加入六偏磷酸钠后仍产生凝聚的试样应选用其他分散剂。使用比重计观测度数时要将比重计轻轻放入悬液中且接近读数的深度，保持比重计处在量筒中心不得贴近量筒内壁。放入取出比重计时应小心轻放，不得扰动悬液，固结试验对饱和试样施加第一季压力后应立即向容器中注水浸没试样，非饱和试样试验试需用湿棉纱围住加圧板周围。

4 结语

综上所述，土工试验作为岩土工程勘察中重要的组成部分，是进行土类定名和划分土层的重要依据之一，同时也为工程设计和施工提供必不可少的参数。要严格按照国标规范要求进行试验，并对试验中产生的问题进行及时处理，不断创新和完善试验方法，可以提高试验精度，保证试验数据准确，更好的为工程建设服务。