摘要：從事土工實(shí)驗(yàn)的人員有必要對土工實(shí)驗(yàn)的成果，相關(guān)的指標(biāo)擺在一起進(jìn)行分析，從中找出一些共性的特征。鑒于此，本文結(jié)合長期實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，對土的物性試驗(yàn)成果和土的變形、力學(xué)試驗(yàn)成果兩大方面進(jìn)行分析，從中找出規(guī)律性的東西，供實(shí)驗(yàn)人員參考。

　　關(guān)鍵詞：綜合分析, 實(shí)驗(yàn)成果, 力學(xué)實(shí)驗(yàn), 對比分析

　　Abstract: The personnel engaged in geotechnical experiment is necessary to result of the soil, the related index in analyzed together and finds some common features. In view of this, this paper, combining long-term experiment experience, of soil physical properties of soil test results and deformation, mechanical test results on the two aspects of analysis, finds out the regular thing as a reference for the experiment.

　　Key Words: comprehensive analysis, experimental results, mechanics experiments, comparative analysis

　　中圖分類號： O3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

　　1 土工試驗(yàn)成果綜合分析的必要性

　　土是地殼表層的巖石風(fēng)化后產(chǎn)生的松散堆積物，它具有三個(gè)特性：(1)土是松散性材料，不是連續(xù)的固體;(2)土是三相體，是由顆粒、水和氣所組成的三相體系;(3)土是自然地質(zhì)歷史產(chǎn)物，非人工制造產(chǎn)物。由于土是自然地質(zhì)歷史產(chǎn)物，各種土的顆粒大小和礦物成分差別很大，土的三相間的數(shù)量比例不盡相同，而且土粒與其周圍的水分又發(fā)生了復(fù)雜的物理化學(xué)作用，因此，造成了土的物理性質(zhì)的復(fù)雜性;土的物理性質(zhì)又在一定程度上決定了它的力學(xué)性質(zhì)，不同地區(qū)的土，又有不同的變化。土的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)，相對于其它材料來說，是比較復(fù)雜的，如土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是非線性的，土的變形在卸荷后一般不能完全恢復(fù)，土的強(qiáng)度也不是一成不變的，土對擾動(dòng)還特別敏感等等。那么，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測出土的性質(zhì)，就存在一個(gè)是否準(zhǔn)確的問題。如何確定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以及各個(gè)指標(biāo)存在哪些必然的聯(lián)系，對于從事土工實(shí)驗(yàn)的人員有很大的指導(dǎo)意義。

　　2 土的物性試驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)成果的分析

　　2.1 土的相對密度、密度、含水量實(shí)驗(yàn)

　　土的物性實(shí)驗(yàn)中，最常見的是土的相對密度、密度、含水量，是其中三個(gè)最基本的實(shí)驗(yàn)，用它們可以換算土的干密度、孔隙比、孔隙度、飽和度等指標(biāo)，它們的變化，不僅影響其它指標(biāo)的變化，而且將使土的一系列力學(xué)性質(zhì)隨之而異。因此，準(zhǔn)確測定他們的值，有著重要的意義。

　　2.2 土的液限與塑限

　　對于工程來說，土的液限、塑限有著比較重要的實(shí)用意義。土的塑性指數(shù)高，表示土中的膠體粘粒含量大，同時(shí)也表示粘土中可能含有蒙脫石或其它高活性的膠體粘粒較多。因此，界限含水量，尤其是液限，能較好的反映出土的某些物理力學(xué)特性，如壓縮性、脹縮性等。而當(dāng)前對土的液限、塑限的測定，存在不少問題。其一，液限標(biāo)準(zhǔn)的確定，還處在過渡時(shí)期，即圓錐下沉10 mm和17 mm處為液限含水量，勢必使人們對土的名稱和狀態(tài)產(chǎn)生不同程度的誤解，特別是非專業(yè)人員，很難搞明白，為什么原來是一種土，而現(xiàn)在又是另一種土，原來處在一種狀態(tài)而現(xiàn)在又處在另外一種狀態(tài)。其二，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)人員，只受過幾個(gè)月的的培訓(xùn)，因此，它們對于土的狀態(tài)的確定并不是很明確，比如，國標(biāo)上把粘性土的狀態(tài)按液性指數(shù)的大小分為堅(jiān)硬、硬塑、可塑、軟塑、流塑，而一旦測出土的狀態(tài)為堅(jiān)硬或流塑，就會(huì)產(chǎn)生懷疑，所測土并不像想象中那么堅(jiān)硬或流塑。其實(shí)，規(guī)范中對土的狀態(tài)的確定，只是在一定標(biāo)準(zhǔn)下，給土的狀態(tài)定名而已，并不是人們想象中的堅(jiān)硬就應(yīng)該像石頭一樣，流塑就像水流動(dòng)似的。其三，對于塑性指數(shù)小于10的土，以前叫做輕亞粘土，而新規(guī)范稱粉土。這種土的存在是否會(huì)產(chǎn)生液化的問題，因此，要根據(jù)工程要求，進(jìn)行相關(guān)的粘粒(小于0.005 mm顆粒含量)的測定。其四，測定土的液、塑限時(shí)取標(biāo)準(zhǔn)樣的問題，規(guī)范上大多規(guī)定土要過0.5 mm的篩，才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際操作中，有一些土用眼睛觀察含有較多砂粒，一旦過0.5 mm篩后做實(shí)驗(yàn)，測出的土塑性指數(shù)可能很大，不能反映土的實(shí)際情況。因此，對于這種土最好能采用篩分法確定砂粒含量，如果砂粒含量已達(dá)到確定該土為砂土的標(biāo)準(zhǔn)，那么就不必再做液、塑限試驗(yàn)，反之則可進(jìn)行相應(yīng)的液、塑限試驗(yàn)確定土的名稱。實(shí)際上，有些土是處在雜土狀態(tài)，無法確定名稱，這種情況下，可以根據(jù)工程需要，做相應(yīng)的處理。比如，以土中粘粒為主做試驗(yàn)或以砂粒為主做試驗(yàn)，目的就是反映土的真實(shí)情況，為工程建設(shè)服務(wù)。

　　2.3 土的物性指標(biāo)之間的對比分析

　　土的物性指標(biāo)間是相互關(guān)聯(lián)的，因此，當(dāng)這些指標(biāo)出來以后，可以將這些指標(biāo)放到一起，進(jìn)行綜合的分析，從而對這些指標(biāo)的準(zhǔn)確性進(jìn)行判別。比如，在有些成果中，會(huì)出現(xiàn)飽和度超過100%的現(xiàn)象，這就說明，在某些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，存在誤差或者錯(cuò)誤，就需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，必要的情況下要重做實(shí)驗(yàn)。

　　3 土的力學(xué)試驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)成果分析

　　3.1 土的固結(jié)實(shí)驗(yàn)

　　固結(jié)實(shí)驗(yàn)是測定土體在壓力作用下的壓縮特性。在實(shí)際工程中，由于土層的壓縮，致使其上部建筑物或構(gòu)筑物沿重力方向產(chǎn)生沉降。如上下土層的壓縮性不等，或上部建筑物荷載不一，皆可促成同一平面上的不均勻沉降。在天然地基設(shè)計(jì)中，常需根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，控制建筑物的沉降量;或其他各部的沉降差在某一允許范圍之內(nèi)，以滿足使用上的要求及建筑物的安全條件。因此，要測定土的壓縮性借以計(jì)算建筑物或構(gòu)筑物的沉降量，作為設(shè)計(jì)的控制數(shù)據(jù)。除一些特殊工程要在現(xiàn)場做測試外，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)是在室內(nèi)進(jìn)行的。影響成果準(zhǔn)確度的因素也很多，有一些是比較容易找到原因的。

　　3.2 土的抗剪強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

　　土的抗剪強(qiáng)度是指土體抵抗剪切破壞的極限能力，是土的重要力學(xué)性質(zhì)之一。在計(jì)算承載力，評價(jià)地基穩(wěn)定性以及計(jì)算擋土墻的土的壓力時(shí)，都要用到土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，因此正確地測定土的抗剪強(qiáng)度在工程上具有重要意義。抗剪強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)方法有多種，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)常用的有直接剪切實(shí)驗(yàn)、三軸壓縮實(shí)驗(yàn)和無測限抗壓實(shí)驗(yàn)。在現(xiàn)場原位測試的有十字板剪切實(shí)驗(yàn)、大型直接剪切實(shí)驗(yàn)等。相對來說，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的規(guī)律性，要比現(xiàn)場原位測試好得多。雖然如此，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測出的結(jié)果，有時(shí)和理論上的數(shù)據(jù)存在很大的差距。

　　3.3 土的固結(jié)實(shí)驗(yàn)成果與抗剪強(qiáng)度之間的聯(lián)系

　　土的壓縮特性和抗剪強(qiáng)度有著一定的關(guān)系，利用這種關(guān)系，我們可以直觀判斷壓縮結(jié)果和抗剪結(jié)果是否準(zhǔn)確。一般情況下，土的壓縮性越高，壓縮模量越低，而它的快剪強(qiáng)度則越小。當(dāng)然，在有些情況下，要求做固結(jié)快剪，那么，這種關(guān)系可能就不成立了，需要按實(shí)際測出的強(qiáng)度情況判斷。

　　4 物性實(shí)驗(yàn)成果和力學(xué)實(shí)驗(yàn)成果的統(tǒng)一對比與分析

　　土的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)是緊密相關(guān)的。通常情況下，土的物理性質(zhì)基本上能夠決定土的力學(xué)性質(zhì)。因此，在GBJ7-89中，把它們之間的關(guān)系列成表格，可以根據(jù)土的物理性質(zhì)，判定土的承載力。而在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，也可以此為依據(jù)，做一比較。比如對于不同的密度、含水量、液、塑限的土，它的抗剪強(qiáng)度、壓縮性質(zhì)有怎樣的變化，隨著做實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增長，慢慢可以從中找出一定的規(guī)律。當(dāng)然由于土的形式的復(fù)雜性，經(jīng)常出現(xiàn)一些意外情況，需要我們本著實(shí)事求是的態(tài)度，保證測出結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果將土的物性和力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)一起來，必將有利于我們對土的性質(zhì)的認(rèn)識，其中的規(guī)律也有待我們進(jìn)一步探討。

　　參考文獻(xiàn)：

　　【1】華南理工大學(xué)、東南大學(xué)、浙江大學(xué)等編。地基與基礎(chǔ).北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998年。

　　【2】中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)部。土工試驗(yàn)規(guī)程。北京：地質(zhì)出版社，1993.