水利工程土工試驗(yàn)原狀土制備的步驟

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摘要針對某水庫項(xiàng)目的土工檢驗(yàn)作業(yè)，簡單地介紹了室內(nèi)土工檢測當(dāng)中幾個常見的檢測項(xiàng)目、原狀土制作的環(huán)節(jié)與要求注意事項(xiàng)，較好地維持了土的原始形態(tài)，提高了土工檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度。

【關(guān)鍵詞】土工試驗(yàn)；試樣制備；注意事項(xiàng)

1引言

原狀土（不擾動土）是指土的原位應(yīng)力狀態(tài)雖已出現(xiàn)了一定程度上的轉(zhuǎn)變，但是土的架構(gòu)、密度以及其含水總量出現(xiàn)的轉(zhuǎn)變相對較小，沒有物理因素與化學(xué)構(gòu)成的轉(zhuǎn)變，可以符合室內(nèi)檢驗(yàn)的各種需求，可以使用近似檢測土的原位強(qiáng)度、穩(wěn)固、滲漏與其余物理理性標(biāo)準(zhǔn)的樣品。其自身的安全質(zhì)量直接關(guān)系著項(xiàng)目的地質(zhì)調(diào)研、地質(zhì)架構(gòu)判定、礦產(chǎn)資源評判、水文地理的調(diào)研，并得到礦產(chǎn)儲蓄量的準(zhǔn)確程度以及可靠程度。

2工程概況

該檢驗(yàn)站承受了某水庫項(xiàng)目土工檢驗(yàn)作業(yè)，檢測項(xiàng)是天然狀態(tài)土的理性標(biāo)準(zhǔn)涵蓋有含水比例、密度、干密程度、孔隙比例、飽和程度、土粒比率、界限含水比例、粒子直徑研究、滲漏、飽和穩(wěn)固檢測以及飽和固結(jié)慢剪檢測。

3原狀土制備步驟

3.1準(zhǔn)備工作

對封閉的原狀土樣品要小心運(yùn)送與妥善儲存，檢測前不得打開。收樣時，要求檢測土樣密閉，沒有遭受擾動，并附加上對應(yīng)的標(biāo)記，標(biāo)記項(xiàng)目的名稱以及試坑或者是鉆孔的標(biāo)號、標(biāo)高、樣本選取深度或是其區(qū)域、選取樣本的時期、標(biāo)注原狀土的取樣的方向以及備注，并提交注明有關(guān)訊息的送樣表格。檢測前，假若要求展開對應(yīng)的土樣鑒定以及分類指示而將其打開，要求在檢測后，應(yīng)當(dāng)立即妥善儲存好，放置在陰涼的區(qū)域（冬季要求使用防凍手段），盡可能地防止擾動與水分揮發(fā)[1]。因?yàn)橥猎嚇铀鸭笾钡介_土檢測的時間之內(nèi)，受到自然以及人為因素的作用后，很容易會遭受擾動，并且在儲蓄時間當(dāng)中的擾動對于土試樣的作用很大，但又很容易被作業(yè)人員忽略，在這段時間當(dāng)中的擾動可能會比取樣過程中的擾動更加嚴(yán)重，所以要求盡可能地減少土樣儲蓄的時長，通常應(yīng)≤2周的時間。本項(xiàng)目共提供了10個樣本，都屬于原狀土，檢測項(xiàng)是天然狀態(tài)土的理性標(biāo)準(zhǔn)、界限含水比例檢測、粒子直徑研究檢測、滲漏檢測、飽和穩(wěn)固檢驗(yàn)、飽和固結(jié)慢剪檢驗(yàn)。該檢測站樣品收發(fā)室針對檢測樣品檢測符合標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行對應(yīng)的收樣，展開室內(nèi)排序（序號是：2013504T-2013513T）后送到該檢測站的試驗(yàn)室當(dāng)中。

3.2試樣制備

以標(biāo)號是2013504T的樣本為實(shí)例，依照委托機(jī)構(gòu)需求的試驗(yàn)項(xiàng)目，該檢驗(yàn)站試驗(yàn)室的試樣配置環(huán)節(jié)如下：1）打開土樣筒提出樣品。2）用滲漏檢測環(huán)刀、固結(jié)檢測環(huán)刀、剪切檢驗(yàn)環(huán)刀分別配置1個滲漏檢測樣本、1個固結(jié)檢測樣本及4個剪切檢測樣本。3）切除試樣后剩余的原狀樣本，使用蠟紙包裹好放置在保濕裝置當(dāng)中，以備作檢測使用，消除的余土作天然狀態(tài)土的理性標(biāo)準(zhǔn)、界限含水比例檢測、粒子直徑大小研究檢測。4）把試樣進(jìn)行飽和。

4注意事項(xiàng)

1）樣品制備（簡稱取樣）應(yīng)具有代表性。當(dāng)開啟取土筒進(jìn)行選樣時，通常情況下，用手就可以判定其土質(zhì)的軟硬質(zhì)地，這是由于土中含水量由于地心引力的效應(yīng)自上而下滲漏，因此，其上層樣本含水比重相對較低，下層土質(zhì)的含水比重相對較高，所以，在進(jìn)行理性檢驗(yàn)時[2]，比如，其自身的含水比重、液限等項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)時，所取樣本要求注重其代表性質(zhì)，也就是所選擇的樣本能代表整個區(qū)域的土質(zhì)。2）取樣要求注重均勻性。在開土的整個環(huán)節(jié)當(dāng)中，有許多樣本的土質(zhì)構(gòu)成成分、顏色、理性等是在逐漸出現(xiàn)轉(zhuǎn)變的。所以，在樣本的選取過程中要求注重其均勻的特征。假如所選擇的樣品自身的代表性質(zhì)不強(qiáng)，且不均勻，那么所檢測得到的樣品理性標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）含水總量、比例層面上就存在有一定的偏差，那么，依照其含水總量、比例等演算得到的其余標(biāo)準(zhǔn)就不精確了；（2）檢測得到的液塑限標(biāo)準(zhǔn)不精準(zhǔn)，就無法更好地判定土的理性；（3）針對土樣進(jìn)行顆粒檢測時，所檢驗(yàn)得到的粒子構(gòu)成百分比、粒徑分布、有效直徑D10、不均勻系數(shù)等數(shù)據(jù)都不精準(zhǔn)，所以，所檢測得到的理性指數(shù)無法適當(dāng)?shù)貙ν琳归_項(xiàng)目分層以及當(dāng)作材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。3）對制備土的力學(xué)性試驗(yàn)的土樣（原狀土），應(yīng)注意開土?xí)r切勿將土樣的上下層次倒置。開土的作業(yè)環(huán)節(jié)依照檢測流程展開。打開樣品筒選取土樣時，要求小心打開原狀土樣包裝層，辨識土樣上下以及其分層，整平土樣的兩邊，將樣品筒依照標(biāo)注的上下方向配置，打開之后，檢測樣品的架構(gòu)，確立該樣品是否會遭受擾動，假若受到擾動，作用到檢驗(yàn)結(jié)果，要求把樣品重新封裝好，并和委托機(jī)構(gòu)聯(lián)系。假若選取土質(zhì)量符合相關(guān)的要求，就能配置力學(xué)性質(zhì)檢驗(yàn)的樣品。4）使用環(huán)刀針對土質(zhì)進(jìn)行取樣時，要求環(huán)刀當(dāng)中的土應(yīng)有一定的代表性。不可用手去擠壓土層面層上細(xì)小的縫隙或孔隙，否則，環(huán)刀中的樣本就可能會出現(xiàn)有一定程度上的擾動，且其本身的密度差異會相對較大，使其最后測定得出的抗剪指數(shù)———內(nèi)摩擦角φ和凝聚力c都不符合實(shí)際，對運(yùn)算基底、斜坡?lián)跬翂Φ鹊姆€(wěn)定系數(shù)產(chǎn)生一定的作用。5）使用環(huán)刀針對土質(zhì)取樣作固結(jié)檢測時，除了維系其所選取樣本應(yīng)當(dāng)是原狀土之外，一般情況下所選取的樣本都位于其中央?yún)^(qū)域。因?yàn)橐Φ淖饔?，土樣上、下層的含水比例是有一定差異的，中央?yún)^(qū)域的代表性質(zhì)更佳。相反，假若所選取的樣本遭受擾動的程度較大或是其自身并不具有代表性質(zhì)，則所檢驗(yàn)得出的相關(guān)指數(shù)的偏差相對較大，這樣就無法更佳地運(yùn)算得到的土體沉降總量、沉降比例。6）在使用環(huán)刀展開取樣時，要求注重樣本與環(huán)刀間的切合，否則，要求重新取樣。假若其表層出現(xiàn)由微小孔洞時，要求利用鋼絲鋸將樣本的孔隙封堵好，使其盡可能地和天然狀態(tài)維持一致，此時不得使用環(huán)刀進(jìn)行擠壓。依照檢測需求使用環(huán)刀選取樣本時。要求注重：整平土樣兩邊，無特別需求時，切取土方向和天然層面垂直。由于原狀土在削減的環(huán)節(jié)當(dāng)中，樣本的架構(gòu)會遭受一定程度上的損壞，損壞所帶來的作用，伴隨著試樣直徑比例的變化出現(xiàn)有一定程度上的差異。擾動針對檢測成果而言有一定的作用，檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度將取決于擾動的限度。因此，在切削樣本時要求十分耐心地進(jìn)行作業(yè)，盡最大可能防止樣本受到破壞。7）在削切的環(huán)節(jié)當(dāng)中，要求細(xì)致地觀察并且檢驗(yàn)其土樣的分層、味道、色澤、有無雜質(zhì)、樣本是否均勻等。假若土質(zhì)不均勻、有縫隙，則要求使用配置的滲透檢測、固結(jié)檢測以及其剪切檢測的樣本[3]。要求針對土樣的層面、味道、色澤、夾雜物質(zhì)、縫隙以及其均勻性質(zhì)展開檢測，針對低塑性質(zhì)以及其高靈敏程度的軟土，制備樣本時不得出現(xiàn)擾動。原狀土樣本配置除了能在某一檢測記錄當(dāng)中記載之外，還能使用密度以及含水率檢測記錄，不另行編制與記錄，鑒于原狀土開土?xí)r的樣本描述對檢測結(jié)構(gòu)的研究有較大的幫助，因此，增設(shè)了“原狀土開土填寫”，內(nèi)容涵蓋有土樣序號、取土高度、取土深度、封存狀況、擾動狀況、色澤、味道、架構(gòu)、夾雜物等，其余的描述能記錄在其余的項(xiàng)目中。8）依照試件自身以及其項(xiàng)目的需求，是否對其展開飽和，假若馬上進(jìn)行檢測或飽和，那么要求要將試件暫時存放在保濕設(shè)備中[4，5]。9）切取樣本后，所剩余的樣本要求使用蠟紙封裝好，放置在保濕裝置當(dāng)中，以備不時之需。剪切檢測每一組實(shí)驗(yàn)樣品≥4組。切取樣本、實(shí)驗(yàn)樣本以及其環(huán)刀要求組合密切，同一組實(shí)驗(yàn)樣品的密度差距≤0.03g/cm2，含水比例的差值≤2%，所以每一次試樣選取后，都要求稱取環(huán)刀土的總總量。檢測完成后，將其烘干，稱取干土總量，用來檢驗(yàn)其樣本的含水比例，得出其密度差距＞0.03g/cm2，含水比例的偏差數(shù)據(jù)＞2%，要求另外補(bǔ)做檢驗(yàn)。

5結(jié)語

綜上所述，在原狀土樣本的配置過程中，人為主觀偏差所占到的比重相對較大，在制備環(huán)節(jié)中如何維持土的原始形態(tài)，直接關(guān)聯(lián)到土工檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度，而土工檢測結(jié)果和之后項(xiàng)目的設(shè)計(jì)作業(yè)有著緊密的聯(lián)系，所以要求土工檢測人員必須謹(jǐn)慎對待，以免出現(xiàn)有樣品擾動的情況。

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作者：張英勃 單位：吉林省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院