土工试验数据的影响因素及提升对策

李志鹏

广东省地质物探工程勘察院，广东 广州 510800

土工试验是岩土勘察工程的重要组成部分，通过土工试验能够获得清晰准确的岩土物理力学指标，了解岩土层的特性，从而为后续的工程设计及地基处理提供相应的科学数据支撑。但是在土工试验的实际过程中，由于试验工作是在室内实验室中进行，对岩土的采样、运输以及实验室环境控制都有着较高的要求[1]。同时，由于土工试验是一项精密性和精确性较高的实验，对试验人员的专业素质要求较高。为了切实提升土工试验数据的科学性和准确性，确保岩土检测报告的可靠性，提高工程设计及施工水平，就必须做好试验过程中的一系列质量控制工作，切实提升土工试验的效率和水平。

1 土工试验概述及其重要性

1.1 土工试验

土工试验主要用于岩土勘察工作，其试验的主要内容就是对工程建设施工区域内的土层特性和地质条件进行数据化的分析，主要通过土层的渗透性实验、土的固结试验、土的剪切试验、岩土的承载力试验、静力触探试验等进行土的含水率分析、密度分析、土粒相对密度分析、界限含水率分析、颗粒成分分析等[2]。由此可见，土工试验所涉及的试验种类繁多，不同的试验种类对应不同的试验方法，因此更加需要提升试验数据的精准性和科学性。

1.2 土工试验的重要性

对施工区域内的岩土进行勘察并获取相应的数据是制订工程施工设计方案、确定地基处理方法、科学计算建筑物沉降以及提升边坡稳定性的基础保障。根据土工实验数据，施工设计人员和技术人员能够全面科学地分析施工过程中存在的问题，提前制订施工预案，为提升工程建设质量、保障施工安全创造先决条件。

2 土工试验的影响因素

2.1 采样因素

岩土体取样是土工试验的第一步，通过取样获取原始的岩土样本，取样质量直接影响最终的土工试验结果。户外采样工作不是简单的对土壤进行收集，而是要根据相应地区的地质特征和岩土层的分布情况，确定合适的钻孔深度、倾斜度以及取样的速度，并且要注意钻孔孔底的清洁程度。如果钻孔深度和倾斜度没有经过精准的计算，很有可能会导致岩土体承受过多的侧向压力，而发生土层松散的问题，进而影响试验数据的准确性[3]。如果取样器切入和拔出土层的速度过慢，就有可能因为停顿和震动导致原土层被搅动，也有可能导致试验数据存在误差。如果在进行取样过程中，钻孔的孔底没有进行清洁，则会导致残留的土体在取样的过程中受到挤压，那么所获取的原始样本的压缩系数会增大，进而影响试验数据的科学性和可靠性。

2.2 运输因素

在完成岩土采样工作之后，需要运送到实验室中进行一系列的测量试验，这就涉及岩土样本的运输问题。将所获取的样本从户外送到实验室中，在这个过程中受到运输时间、天气、季节以及其他突发事件或者不可抗力的影响，都可能导致岩土样本变质[4]。在炎热的季节中，运输土样中的水分有可能被蒸发；而在寒冷的季节中，土样有可能发生固结。并且受运输过程中路途颠簸的影响，还有可能导致样本发生开裂或者松散等问题，这严重影响了样本的质量，进而影响试验数据的准确性。

2.3 室内试验环境因素

虽然土工试验对实验室内环境没有明确的要求和严格的规范，但是仍然不可忽略室内试验环境对土样带来的影响。实验室中的温度和湿度有可能会导致土样发生一定的变质，尤其是在夏季和冬季这两个季节进行土工试验的过程中，试验人员会习惯性地使用空调或其他采暖通风设备来进行制冷或制热，这在一定程度上就使实验室内环境与取样的原环境之间存在较大的差异性，一定程度上会导致土样中的含水量发生变化，进而影响试验数据的真实性和准确性。

2.4 人员因素

随着工程地质勘察行业的不断发展，勘察、试验单位以及各工作小组的资质参差不齐，尤其是在人员配置方面，一些小型的勘察机构并没有专业的技术人员负责全程的试验监督，而试验操作人员在进行数据测试的过程中，往往存在不规范操作的行为[5]。再加上试验人员缺乏理论和实践相结合的经验，更加注重理论数据的获取，不能根据工程建设的实际情况选择合适的试验方法，缺乏同工程设计人员以及技术人员之间的交流，进而影响数据的可行性和实用性。

2.5 设备因素

精密高效的试验仪器设备是确保土工试验结果准确性的重要基础和前提。但是在实际土工试验过程中，不少勘察机构由于资金和技术等方面的限制，所使用的试验设备比较落后，难以满足试验数据高精度的要求。再加上一些老旧的试验设备常年失修，在运转的过程中很容易发生故障，进而影响土工试验工作的顺利开展，同时导致试验数据失真。

3 提升土工试验数据的方法策略

3.1 做好土样的取样工作

做好土样的采集工作，保证试验样本的质量是提升试验数据科学性与准确性的基础和前提。首先，要求采样人员在采样前要根据相关的地质调查资料对区域内的岩土情况有大致的了解，明确岩土的结构层次，从而制订相应的采样方案，确定采样点，保证均匀取样。其次，在取样的过程中，要严格精确钻孔的垂直度、倾斜度，避免土层受压过大，确保原样土的结构层次不会发生变化。再次，在进行取样时要彻底对钻孔的孔底进行清洁，把残余的颗粒清理出来，确保所获取的样本保持原有的压缩系数。最后，选择取样仪器设备时，要根据不同的岩土特性选择合适型号的取样设备，控制好取样的速度，避免摩擦力的增加，保证原样土的均匀和紧实。

3.2 确保运输过程中土样的质量

在对所获取的样本进行运输的过程中，要注意以下几点：（1）采样工作人员要对所获得的土样进行分类包装，干样本在密封保存的同时，还要增加防潮层，湿样本在密封保存的同时还要增加隔热层，以免受到运输时天气的影响。（2）要对土样进行必要的防震处理，保证其在颠簸的路途中不会发生开裂等的问题。（3）为了尽可能地保证样本的质量，要尽量避免长途运输，采取就近原则，选择合适的试验单位来进行数据的测试。

3.3 控制室内试验环境

在进行土工试验的过程中，要确保试验数据的科学性和准确性，就必须对整个的试验环境加以必要的控制。首先，在进行试验的过程中，工作人员要尽可能地还原或者是模拟岩土工程的实际环境，给予温度和湿度上的控制，确保整个实验过程中土样不会出现失水、干裂等的情况，尽可能地缩小试验数据的误差。其次，为了保证试验人员能够在舒适的环境中工作，建议建立专门的试验舱进行舱内的温度和湿度调控，这样既能够保证试验工作的顺利开展，又能为工作人员创造更加安全和舒适的工作环境。

3.4 提升试验人员专业能力和综合素质

土工试验人员的专业能力和综合素质是影响试验数据科学性和准确性的最重要因素，同时也是最难以进行调控和把握的动态性因素。要提升工作人员的专业能力和综合素质，首先，各勘察机构要针对试验技术人员和操作人员进行专门的培训与考核，设立技术负责人岗位，全程进行试验过程的监督和调控，并给予操作人员必要的指导。其次，要求试验人员在进行数据测试的过程中，要与工程负责人及相关的设计人员进行必要的沟通和联系，了解岩土工程的实际情况，选择最合适的试验方法，并且将所获得的试验数据第一时间传递给设计人员，进行科学的验证，通过对比分析检验试验数据的真实性和科学性。如果存在较大的数据误差，则要及时地调整试验方案，寻找试验中存在的问题，实现理论和实践的统一。

3.5 定期进行试验设备的维护与保养

要提升土工试验数据的科学性和准确性，还要对试验仪器设备进行精细化的管理。首先，要定期地对试验设备进行维护和保养，最好是以季度为单位，一个季度执行一次设备的核准和校验，尽可能杜绝设备使用中存在的微小偏差，避免积少成多，影响设备的正常运转。其次，要根据实际勘察工作的要求，投入必要的资金来更换更先进、精密度更高的仪器设备，进一步提升试验数据的精准性。

4 结束语

在岩土勘察工作中，土工试验数据的科学性和准确性是衡量勘察工作水平高低的重要依据。要提升试验数据的精准性，就必须在各个环节加以质量控制，同时结合工程实践，提高土工试验的高效性与科学性。