土工试验成果在岩土工程勘察中的科学运用

李中奎

（南宁市勘测设计院集团有限公司，广西 南宁 530000）

0 引言

岩土工程勘察涉及工程建设、道路施工、水库大坝等多个工程，是以勘察区域的岩体和土体为主要研究对象，通过多种勘察技术和手段，分析勘察区域岩土工程实际条件，并且解决岩土工程问题的一项重要技术。岩土工程勘察中，除了要进行现场试验之外，也需要与其他资料进行分析评价。在这一过程中，需要的基础参数相对较多，基础参数的准确性也直接决定了岩土工程勘察数据的准确性。在岩土工程勘察中，通过运用土工试验成果可以获取丰富的参考数据，了解勘察区域的地质条件，对于岩土工程勘察工作的顺利开展有着积极的影响。

1 土工试验成果在岩土工程勘察中的运用

1.1 土工试验物理性质试验成果在岩土工程勘察中的运用

在岩土工程勘察中，主要是以勘察区域的为主要研究对象，探讨勘察区域的地质特征、水文地质条件以及岩土工程条件等，了解勘察区域土的特点是最为主要的内容之一。土是由固体颗粒、水和空气共同组成的，这三者组合成分不同，会形成不同的土质特点。例如，土壤中的饱和度大于等于0.8 即为饱和黏土，在这类的区域进行地基的施工需要更长的时间来进行排水，这样才能保证地基完成固结沉降[1]。土工试验就是对勘察区域土的不同特点进行分析的一项重要内容。含水率、饱和度、密度和孔隙比等基础数据，都是土工试验中物理性质试验的重要内容。以含水率为例，在土工试验中，天然含水率是最为主要的试验成果之一。通过土工试验中天然含水率试验成果的分析，可以对土壤的湿度进行精准核算。以天然含水率数据为基础，还可以对土壤的饱和度、干密度等数据指标进行二次核算。在岩土工程勘察中，需要对土进行定名以及状态判定。在这一过程中，都需要参考天然含水率相关数据。例如，在对黏性土进行定名中，是以天然含水率为基础数据，通过计算塑性指数来进行定名的。在对不同的土进行定名的过程中，除了以天然含水率为基础的塑性指数为核心数据之外，还要以颗粒分析结果进行综合性的评定。在对黏土的物理状态进行划分中，也是以土工试验中的天然含水率数据为基础，通过计算土的液性指数来进行划分的。

1.2 土工试验变形试验成果在岩土工程勘察中的运用

土具有较强的可塑性，也被称之为变形不可恢复性，在受到一定外力影响下产生形变之后，不能在自然状态下恢复到原始形态。所以，在岩土工程勘察中，需要对土的变形性质以及地基承载力参数、地基固结时间等相关数据进行计算。在这一过程中，就需要涉及土工试验中的变形试验成果。土工试验中的变形试验主要包含了土体固结试验、土体压缩试验以及土体膨胀性试验。在试验中，通常是对试验土体施加外在荷载力，使土体中的空气和水分逐渐被排除，土壤颗粒重组，会导致土体发生形变。通过土工变形试验，可以精准测量土体压缩参数、土体回弹指数、膨胀率以及收缩系数等相关数据，这些都是土工变形试验的重要成果，这些试验成果在岩土工程勘察中有着充分的应用。例如，在对堆填时间超过10 年的黏性土进行岩土工程勘察中，需要对地基承载力参数进行评价。在这一过程中，就需要以土工试验中变形试验成果中的压缩模量数据为基础，对地基承载力参数进行计算。一般压缩模量如果为4MPa，地基承载力参数是115kPa[2]。

1.3 土工试验强度试验成果在岩土工程勘察中的运用

在土工试验中，除了变形试验之外，强度试验也是重要的试验内容之一。强度试验主要是由直接剪切试验、三轴剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验等共同组成的。通过土工试验中的强度试验，可以测得土体的峰值强度、残余强度、灵敏度、总强度指标、有效强度指标等，这些强度试验成果在岩土工程勘察中也有着广泛的应用。例如，在岩土工程勘察过程中，需要对土的结构性进行评价。在这一过程中，通常是以强度试验中的灵敏度试验数据为基础，对土的结构性进行评价的。一般灵敏度越高，土的结构性相对就会更强，在经受外力扰动之后，强度损失也就会越大。在当前建筑工程施工中，为了提高建筑的纵向高度，通常会挖掘深基坑。在深基坑施工中，基坑支护是最为主要的内容之一。在对支护结构的稳定性进行评定中，需要以土工试验强度试验中的剪切试验指标为基础数据，才能计算出施工区域土的压力，这对于计算挡土墙、基坑、支护结构的稳定性都有着重要的作用。除此之外，根据强度试验成果中的黏聚力、内摩擦角等相关系数，也可以计算出地基的承载力，这对于评价施工区域地基整体的稳定性也有着重要的影响。

1.4 其他土工试验成果在岩土工程勘察中的运用

在经济高速发展的今天，道路桥梁工程的施工工作受到了人们的重点关注。但是，在道路、桥梁工程施工之前，需要对施工区域进行岩土工程勘察。岩土勘工程勘察中承载比是最为主要的勘测数据之一。只有对勘察区域的承载比进行准确核算，才能对公路桥梁的荷载压力进行精准核算，这对于保证道路、桥梁工程的使用安全都有着重要的意义。承载比就是通过土工试验中的承载试验来进行核算的。我国的地铁、轻轨工程在世界范围内已经取得了相对卓越的成果。但是，地铁工程在进行岩土勘察中，需要对土壤腐蚀性等基础数据进行勘察和测定。在这一过程中，通常是以土工试验中易溶盐试验成果为基础数据进行评价的。通过土工试验中的易溶盐试验，可以测定土壤中易溶盐的含量，这样就可以对土壤的盐性进行判定，也可以对土壤的腐蚀性进行划分，这对于保证地铁施工的顺利开展有着积极的影响。近年来，随着我国基础能源结构的调整，地热能源也成为最主要的能源结构之一。在对地热能源进行开发中，岩土工程开展也是最主要的工作内容之一。在地热能项目中的岩土工程勘察，需要对土体的比热容、导热系数等相关参数进行评定[3]。在这一过程中，通常是以土工试验中的热物性试验成果为基础进行评价的。除此之外，近年来，随着土工试验中的离心模型试验快速进步和发展，在多个工程项目勘察中都有着广泛的应用。

2 提高土工试验质量的策略

2.1 加强试验人员培训

土工试验数据对于岩土勘察工作的顺利开展有着重要的作用，土工试验也是岩土工程勘察的重要组成部分之一。所以，想要促进岩土工程勘察工作的进步和发展，就要提高土工试验质量。土工试验是一项技术性较强的工作内容，对试验人员的技术水平、工作能力要求相对较高。想要提高土工试验的质量，加强试验人员的培训是最为主要的方式之一。这里所说的加强试验人员培训，主要是集中在两方面的培训，一方面是专业技能的培训，另一方面是岗位职责的培训[4]。首先，在专业技能培训的过程中，要以当前岩土工程勘察为主要工作内容，对所需要的土工试验技术进行专业化的培训。要求所有工作人员都能满足基本的土工试验工作需求，并且能够按照既定的试验流程保证试验数据的准确性。除此之外，当前是信息化的时代，科技和技术时刻都在变化和发展。所以，在进行专业技术培训中，也要与国内外先进技术机构进行广泛合作，快速学习国内外先进的土工试验技术，不断提高团队的技术水平，这样才能使土工试验成果的应用范围不断扩大，促进岩土勘察工程行业的进步和发展。其次，在对试验人员的岗位职责进行培训中，要加强爱岗敬业以及职业道德的培训。土工试验是一项对数据精准度要求较高的工作内容。如果在试验中存在人为主观疏忽，很容易造成试验数据出现误差，这对于岩土工程勘察数据的准确性也会产生影响。所以，每一个试验人员都必须秉持严谨认真的工作态度，具有极强的责任心，这样才能提高土工试验数据的准确性。

2.2 健全土工试验体系

在当前的实际情况下，土工试验成果的应用范围之所以受限，与土工试验成果的准确性不足有着很大的关系。土工试验成果的准确性不足，是由土工试验质量低下所导致的。所以，想要提高土工试验质量，就要建立健全的土工试验体系。这里所说的土工试验体系主要是由土工试验质量管理制度、土工试验质量管理人员以及土工试验质量监督体系共同构成的。在土工试验中，涉及大量的试验设备以及试验技术和试验流程。在试验中，如果试验流程出现误差，或者试验设备没有校准，都会对试验结果的准确性产生影响。所以，在土工试验质量管理制度内，要建立健全的土工试验流程管理制度以及土工试验设备管理制度。要求在土工试验中，每一项试验流程都有严格的技术标准作为基础。所有试验人员，必须按照标准流程进行土工试验，这样才能保证土工试验流程的规范性。除此之外，在对土工试验设备进行管控中，也要建立质量管理制度，由监督管理人员定期对土工试验设备的准确性进行校准和评价。在使用过程中，一旦发现土工试验设备存在不精准的问题，也要及时上报进行校准和处理。也可以根据实际情况，引进一些新型的土工试验设备，以此来提高土工试验质量。最后，在土工试验正式开展中，无论是试验人员、试验流程还是试验结果，都需要由特定的监督体系来进行监督和管理，这样才能使工作人员在主观意识上提高对制度的重视程度。一旦在操作中，违反了操作流程，很容易受到监督体系的监管以及惩罚。

2.3 加强标准化质量管理体系的建设

在当前时代背景下，世界经济一体化的发展速度越来越快，我国企业与世界先进企业沟通和交流越来越频繁。想在激烈的市场竞争中获得优势的竞争地位，标准化已经成为最主要的工作方向之一。只有实现标准化，才可以实现管理效率的提高以及高质量的复制，这对于企业规模的扩大也有着积极的影响。勘察单位也同样如此，要通过标准化质量管理体系的建设，使岩土工程勘察企业朝着现代化企业进行转型。在土工试验中，质量是最为主要的工作内容。如果试验质量无法得到有效保障，整个试验工作也就失去了实际的价值。所以，在岩土工程勘察企业内部，要建立标准化质量考核体系。所有的土工试验人员以及土工试验工作，都需要在标准化质量考核体系的监管下进行开展。除此之外，在土工试验中，也要对重点的仪器和设备进行责任制划分。不同的机械设备要有具体的操作人、使用人以及责任人。一旦机械设备出现故障，不仅要追究操作人、使用人的具体责任，也要由责任人共同承担，这样才能在土工试验中，提高对试验设备的重视程度。而且，每一个试验设备都有相应的责任人进行负责，这样也可以规避试验设备使用中，由于操作不当造成的损失。最后，在质量管理体系建设中，标准化是最为主要的内容之一。只有建立标准化的管理体系，所有人在管理中，才能摆脱主观因素的影响，提高管理效率[5]。

2.4 强化协调性管理

近年来，随着土工试验内容不断丰富，在土工试验中所涉及的试验人员以及试验流程也越来越多。如果各试验人员和试验流程之间衔接不当，也会造成土工试验质量下降的问题。所以，在对土工试验质量进行管控中，强化协调性管理是最为主要的管理策略之一。这里所说的协调性管理主要是指，意识层面的协调性管理和流程层面的协调性管理。首先，在意识层面，岩土工程勘察单位的主管负责人，要提高对工作人员主观意识的培训。要求每一个工作人员都具有较强的责任心和沟通交流意识，这样在日常工作中，可以提高与同事之间沟通和交流的频率，这对于提高土工试验整体的协调性也有着积极的影响。而且，在主观意识不断强化的基础之上，试验人员在完成了基本的试验工作后，也可以以提高土工试验质量为基础进行科学的安排，这样也可以提高协调效率。其次，在流程层面，在土工试验中，需要多个试验人员以及流程进行协调配合。岩土工程勘察单位的主管领导，要确保整个土工试验流程的顺畅性和可操作性。确保在操中，不会由于流程不畅，造成时间延长、效率低下等问题，这对于提高土工试验质量有着积极的影响。最后，在土工试验中，要将各个工作环节纳入整体的管控过程中，这样才能提高对整个土工试验流程的管控水平。

3 结语

综上所述，土工试验中的物理性质试验成果、变形试验成果、强度试验成果等都可以在岩土工程勘察中进行广泛的应用。想要在岩土工程勘察中，发挥土工试验成果的重要作用，就要提高土工试验质量。加强试验人员培训、健全土工试验体系、加强标准化质量管理体系的建设以及强化协调性管理，都是提高土工试验质量的重要策略。通过这些方式，能够促进岩土工程勘察工作的顺利开展。