土工试验中产生误差的原因分析

王亚

江苏省核工业二七二地质大队 江苏省南京市 江苏南京 210000

摘要：随着经济高速发展，工程建设项目数量和规模都在不断提升，为了保障工程质量，就需要进行切实的土工试验，但是在实验中还是容易产生一些误差。要针对不同的地质条件以现场环境进行土工试验，分析产生误差的原因之后开始优化土工试验实行的有效措施。

关键词：土工试验；试样；误差分析

引言：

随着工程建设的需求量以及规模的逐步提升，针对工程艰难的土工试验数量也在不断增加。但是由于专业土工实验的特殊性以及重要意义，在判断时很容易产生误差，为了有效降低误差提升工程质量，就需要关注误差产生的原因以及处理方法，由此提升工程整体质量。

一、土工试验中常见的几种方法

土工试验主要是根据当前现行的国家标准执行的，其中较常用就是如下几种：第一，含水率试验，这种试验采用的方式主要是烘干法，但是对于有机质土壤产生的误差会比较大；第二，则是采用密度试验，主要是以环刀法模式进行，也是较为基本的土工试验方法之一，可以用来固结以及进行直剪试验；如果要测试界限的含水率，就可以采用圆锥仪以及碟式仪器完成，一般采用滚搓法进行，但是人为因素对最终结果影响较大；采用固结试验，能够得到压缩系数以及压缩模量^[1]。

二、土工试验过程中形成误差的原因

土地本身是由不同大小、物质土粒组成的，土路的粗细、性质都会随着周边环境产生不同的变化。因此在进行土工试验研究过程中，就需要综合考虑各项内容以及可能的影响因素，保障最终土工试验的准确性，而土工试验的结果也对工程有直接影响，为了有效提升工程的质量，就需要不断降低土工试验误差产生的可能性。

（一）土工试验现场采样不够规范

这是土工试验出现误差较为显著的问题，这种现场人为造成的操作不规范很容易导致误差，一般是因为工程人员操作精度存在差别，最终导致土壤取样深度出现问题，最后在判定采样时取出的土壤和需求的存在较大差异，导致局部鉴定试验失去准确性，使得最终在进行土工试验之后对于当地土质定名产生误差，要克服这种名不副实的现象，最关键的就是要尽量避免局部采样出现不准确现象，同时要注意采样要以大部分土样占据的内容作为基础。比如如果一个地区内部进行土工试验，但是其中粉土占据较小的份额，就需要适当调整土工试验数量，针对整体进行试验检测，保障最终数据符合当地土壤的实际情况，有效降低土工试验可能产生的误差^[2]。

（二）要注意土壤具备的特殊性

由于土壤会受到当地物理环境、力学变化的影响，土壤特征也会呈现不同的状态，因此需要在土工试验过程中根据当前事实进行分析，以免产生误判的情况。一般产生误判主要是由于土工试验涵盖内容较多，要以全面的视角对待问题，比如当前土壤外部观感较好，但是土工试验中显示出土壤含水量较大，此时就需要进行更加深入且细化的土工试验分析，确认当前土壤是否存在蜂窝或者絮状结构，这关系到最终土壤是否是在压力状况下由于土质颗粒之间进行的积压而转变了形态，导致颗粒具有较大缝隙，而含水量较大则是由于填平缝隙而后进行挤压逐步形成的结构，这会导致土壤之间的着力点较弱，整体结构虽然维系得看上去很好，但是土壤承压能力较差，这就是由于土壤微结构变化造成的，这类土壤的剪力较弱，但是凝固性比较大，且含水量偏大，因此在进行土工试验过程中，要注意土壤当前可塑状态，借此了解当前土地整体的承压能力。

（三）试验过程存在缺陷

当前进行土工试验当中针对液塑限实验的方式主要有两种，分别是圆锥仪法以及碟式仪法。较为传统的方式是采用了圆锥依法进行测量，主要是采集下沉10mm之内进行，但是到了技术水平急速发展的当下，其准确性已经跟不上时代发展。一方面，在使用时要通过圆锥尖针对环形线完成基础确认工作，在进行试验阶段需要平视整个的圆锥仪上面的环形线，如果不是采取平视的状态，或者仪器本身存在不平的状态，就很容易由于视觉上的差异产生误差，最终测量的界限含水量就会与事实不符，而且误差非常明显。另一方面，在测定过程中，试验含水量的大小一般都是采用手感的方式进行估算，整体精确度较低。尤其是采用圆锥仪法测定粉土液限时，如果圆锥尖附近的土壤凹凸不平，最终呈现的结果也会产生误差，且误差从视觉上无法有效避免，高于或者低于现实数值的情况都会出现^[3]。（如图一所示）

图1 圆锥仪样式

飞碟式依法进行液限测定也容易产生误差。在使用碟式仪法时，要保障每秒两转的速度，要掌握频率就很不好把握。同时在振动中也要保障试样的均衡受力，确保合拢的长度到12mm才能进行接触面地均匀合龙作业。而即便是以相同的试样进行操作，由于所操作人员的专业性以及经验不同，也会搓成不同的条形形状，无法保障含水率的有效测量，同时预估的准确性较差，很难完成塑限的测定，误差会根据人员变化产生变化。（如图二所示）

图2 碟式仪的样式

（四）土工试验实际操作不够规范

在进行土工试验的实际工作环节，一部分操作不够规范，也容易导致最终的结果产生较大的误差，比如紫金新固结实验过程中，当前主要就是采用砝码进行荷载加压模式完成这项测试，但是当前压力的精度普遍较低，加之本身砝码比较多且重量较大，因此实际采用是完成效率不高，同时由于机械手段介入，释放瞬间的垂直压力、震动或者撞击都会导致加荷载的时间极大延长，这也会造成最终荷载产生误差^[4]。

三、结束语

土工试验所包含的环节较多，加之野外试验，可能造成误差影响的因素较多、人为因素也会介入其中，因此有多方面的原因会影响土工试验的精确程度。

参考文献：

[1]邹新悦.岩土工程勘察中土工试验的常见问题剖析与处理方法[J].建筑技术开发，2019,046(007):157-158.

[2]王凡莉.关于岩土工程勘察中的土工试验问题分析[J].建材与装饰，2019,No.565(04):223-224.

[3]王冰.密度计法对粉土颗粒分析误差影响的试验研究[J].土工基础，2019,v.33;No.144(05):93-94+98.

[4]吴静，徐清扬，夏如月.土工试验指标影响因素分析[J].岩土工程技术，2020,034(002):122-124.