土工固结试验的影响因素和改进措施

　　摘要：本文分析了土工固结试验的原理和影响试验质量的因素，提出了具体的改进措施，供大家参考。

　　关键词:固结试验，勘察，压缩模量

　　

　　1前言

　　在岩土工程勘察中，土工试验是整个勘察过程的一个重要环节。因为勘察中取的各层土试样，都要经过物理性质及力学性质试验，取得各层土的物理性质及力学性质数据，才能准确的评价各层土的工程特性，为设计、施工应用。

　　在土工试验的各指标中，土的固结试验是取得土的力学性质指标的一个重要环节。因为土的固结试验所取得的压缩系数，对评价土的压缩性是一个关键数据，由此求得的压缩模量，是计算地基沉降的主要指标。所以土的固结试验是岩土工程勘察过程的一个重要部分。

　　目前，我们在岩土工程勘察中，大量的工程都是一般厂房及一般住宅楼，固结试验加荷至8O0kpa即可以满足要求。而高层建筑需做高压固结。这大量的岩土工程勘察，进行着大量土工试验，所以一般性的固结试验是岩土工程技术人员和土工试验人员每天都能接触的试验。它也是一般建筑物设计施工的一个重要指标，这个指标准确与否，直接牵扯着建筑的经济合理性及安全稳定性。所以我们认为固结实验在实际应用中是非常重要的。

　　2固结试验原理

　　地基土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积亦减少，因而引起土层的压缩变形。然而，由于受到土中孔隙细小、通道复杂的限制和约束，土中水的排出不会在荷载加上就马上实现，而是需要一定的时间才得以完成。而完成压缩的时间长短取决于土层的厚度、排水的条件以及土的结构或者说土的渗透系数的大小。固结试验测得的结果是土的最终的可压缩性质参数，因而试验中要保证各级荷载作用下土样得以充分固结。

　　3固结试验的影响因素

　　影响固结试验质量的因素是多方面的，包括取土质量、仪器设备、操作过程与方式以及气候、环境、人为等等。人为、气候及环境三个因素是客观存在的，可以改善或校正，但不可能完全排除。而突出影响固结试验质量的还是取土质量、仪器设备及操作三个重要因素。

　　3．1取土、开土对固结试验影响

　　固结试验就是通过对土样的室内试验为实际工程中土层的结构分析提供基本参数。因此，土样要尽可能地与实际的土层保持一致。细粒土的结构性较强，一旦受到某种扰动，其性质会发生变化。因此，要设法减少或者减轻对土样的原状结构的破坏，取得有价值的试验结果。

　　(1)取土方法会对细粒土的物理力学指标产生较大影响。钻孔取土相比探井取土，对土样的扰动程度更大。钻孔取土时，钻孔中的水柱压力、土样与取土器内壁摩擦引起的压密、真空吸力、土样的自重、取土器深入土层时锤击引起的振动压密等都会引起土样扰动。要保证试验质量，必须按规范的规定，对不同等级试样按要求的取土工具和方法进行。

　　(2)用环刀切取原状土样时，所用环刀卷边、缺口变形、切土刀刃口呈凹型等，都会影响试样质量，要定期检查、校核，使环刀的刀口、高度、内径粗糙度等符合国际标准。

　　(3)用环刀切取试样时必须注意：试样与环刀内壁之间不能存在间隙，应均匀地用力垂直下压，若产生倾斜而存在间隙，会使天然密度偏小；如果靠近环刀或环刀表面的试样有大颗粒，应挑出后补上原状土；硬塑的、含砂量高的细粒土包含物较多时，要平放在玻璃板上，用小刀轻轻切削，不能将试样提起用钢锯切削；易产生触变的土样表面不准反复刮削多次，要用刃口平整的(没有孤度的)切土刀整平表面几次，避免扰动土样；切取的土样要均匀且有代表性，试样中的水分因地心引力的作用自上往下渗，因此土样筒上部的土样较硬，含水量偏小，而下部的较软，含水量偏大，所以，中部的土样代表性好一些。

　　3．2仪器设备对固结试验的影响

　　试验用的仪器设备务必保持良好的工作状态，确保按照要求加规定的荷载到土样上，并保证试验过程中的排水条件、固结时间满足规范要求。

　　(1)各种固结仪必须使用国家标准的仪器和元部件且日常使用、维护、保养要十分重视。试验时仪器出现的问题有：杠杆式固结仪的杠杆不活，出力精度差；压顶板及容器底面排水槽不开轴向水槽；测微杆采用铁质等易生锈材料；仪器长期使用维护保养差，不更新；透水石棱角变圆不清洗，孔隙淤塞；杠杆固结仪刀口滞钝；铜质导环护环腐蚀发绿甚至变形；承压板顶的钢球生锈；气压固结仪活塞杆不清洗擦油，摩擦力增大不稳定；百分表长期使用不定期校正，表杆不灵活；砝码不按国际标准(N)进行加重校正，砝码上仍标kg等等。

　　(2)不同的固结仪对固结试验有一定的影响。近年来固结试验仪器的种类和规格均有所增加，已初步形成系列化和多功能的格局。

　　①砝码式杠杆固结仪，它是一种最古老的固结仪，但也已形成系列化，按施加压力大小分低压固结仪、中压固结仪、高压固结仪。这种仪器的特点是加荷直观，稳定性好，精度较高，目前大部分勘察单位均使用这种固结仪。但它存在的问题是：自动化程度低，劳动强度大，加砝码时的振动对试验结果会产生一定影响。

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