论室内土工试验与原位测试在实际工程中的应用

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土工试验是岩土工程勘察设计中非常重要的一部分，无论是发电厂、变电所、送电线路等这些建设工程项目都与它们赖以存在的岩土体有着密切的关系。我国地域辽阔，自然地理环境复杂，岩土体的种类繁多，其工程性质也千变万化。因此，有效的利用土工试验方法提供可靠的岩土性质参数指标对于整个建设项目设计工作都是非常重要的。

土工试验的方法有很多，如室内土工试验、土动力特性试验、原位测试、土工合成材料等，我院目前在岩土勘测设计过程中主要采用室内土工试验和原位测试两种方式。这两种方式各有优缺点，在实际的工作中是相辅相成的。

1. 两种方式的主要工作手段及其试验目的

室内土工试验是对岩土试样进行测试，并获得岩土的物理性指标、力学指标、渗透性指标等的实验工作，从而为工程设计提供参数，是正确评价工程地质条件不可缺少的依据。

目前我院土工试验常采用的室内土工试验方法主要有含水率试验、密度试验、颗粒分析试验、界限含水率试验、击实试验、固结试验、直接剪切试验等。

含水率试验和密度试验的试验成果是计算土的基本物理性质指标依据，是进行其他土工试验的必要条件。

颗粒分析试验是测定土中各种粒组所占该土总质量的百分数的方法，我们目前主要采用两种试验方法筛析法和密度计法，筛析法适用于粒径小于、等于60mm，大于0.075mm的土，试验结果是粗粒土的工程分类的依据；密度计法适用于粒径小于0.075mm的试样，试验结果粉土的粘粒含量百分率是粉土液化初步判别的依据。

界限含水率试验采用的方法是液、塑限联合测定法，试验结果是细粒土的鉴别和工程分类和粘性土状态分类的依据。

室内击实试验是为了确定扰动土在一定的及时功能下干密度随

含水率变化的关系曲线，以求得土的最大干密度和最优含水率；了解土的压实特性，为工程设计和现场施工碾压提供土的压实性资料。

固结试验是研究土体一维变形特性的测试方法，它是测定土体在压力作用下的压缩特性，所得的各项指标用以判断土的压缩性和计算土工建筑物与地基的沉降。我们常用的方法是快速法固结试验。对于赤峰朝阳等地区常有的黄土双线法是判别黄土湿陷性的主要方法。

直接剪切试验是测定土体抗剪强度的测试方法，所得抗剪强度参数用于计算地基、斜坡、挡土墙等的稳定性。目前我们常用的方法是固结快剪试验。

原位测试是指在保持岩土体天然结构、天然含水率以及天然应力状态的条件下，测试岩土体在原有位置上的工程性质的测试手段。原位测试不仅是岩土工程勘察的重要组成部分，而且还是岩土施工质量检验的主要手段。我院目前主要采用的原位测试手段有标准贯入试验、动力触探试验、波速测试。

标准贯入试验是以标定的锤击动能将标准尺寸的贯入器打入钻孔孔底的土中，根据打入土中的贯入阻抗，判别土层的变化。判定地基土的承载力、变形模量及物理力学性指标等参数；判定砂土及粉土地震液化的可能性及液化等级。标准贯入试验适用于砂性土及粘性土类。

圆锥动力触探试验是利用一定的锤击动能将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打入土中的难易程度来判断土层的工程性质的一种方法。贯入度的大小能反映土层力学特性的差异，依据此数值对地基土作出工程地质评价。目前是我院确定粗粒土地基承载力的主要手段。

波速测试是利用波速确定地基土的物理力学性质或工程指标的现场测试方法。波速测试适用于测定各类岩土体的压缩波、剪切波的波速。目的是根据弹性波在岩土体内的传播速度间接测定岩土体在小应变条件下的动弹性模量等参数，用于划分场地类别，计算场地基本周期，是建（构）筑物抗震设计的主要参数。目前我院采用的波速测试方法主要为面波法。

2. 两种方式的优缺点

室内试验的主要优点是试验土样边界条件明显，应力、应变条件比较明确，试验应力路径可以预定，应力场均匀、应变速度可以控制，岩土参数可直接测定。室内试验的缺点是土样的扰动影响试验的准确性，试样代表性差。原位测试方法最大的特点是在原位应力条件下进行测试不用取样从而可避免取土扰动和取土卸荷回弹等对试验结果的影响，试验结果直接反映原位土层的物理力学性状，某些不易采取原状土样的土层（如砂）只能采用原位测试的方法。具有测定土体的范围大、测试结果具有代表性、并可在现场重复进行验证的特点。原位测试的缺点是应力条件复杂，一般很难直观地确定岩土体的某个参数，只能测定天然应力状态下的参数，有些测试技术还不能测得加荷、卸荷条件下参数的变化，排水条件也不明确。

3. 实际工作中的相互配合应用

通过室内土工试验与原位测试优缺点对比表可以看出室内土工试验和原位测试的优缺点是互补的，它们是相辅相成的，因此我们在实际勘察工作中越来越多的将两者结合使用，相互弥补相互验证，力争使试验结果最能体现工程现在最真实的地质情况，为设计人员提供最准确的试验数据，确保设计工作的顺利进行。