對土工試驗細(xì)粒土顆粒分析粘粒（<0.005mm）測定影響因素分析

閆建玲

摘要：土工試驗作為為巖土工程勘察、工程設(shè)計、工程建設(shè)提供有效測試結(jié)果的重要手段，其測試結(jié)果的準(zhǔn)確與否，對工程質(zhì)量及安全性有著至關(guān)重要的影響，特別是細(xì)粒土顆粒分析試驗中粘粒（<0.005mm）含量在工程勘察及設(shè)計中是非常重要的指標(biāo)，它對場地的液化判定、凍脹、均質(zhì)壩土料及防滲體土料評價等起著至關(guān)重要的作用，因此，找出影響試驗結(jié)果的因素、影響程度及影響規(guī)律，并制定行之有效的措施以達(dá)到提高試驗結(jié)果準(zhǔn)確性的目的。

關(guān)鍵詞：土工試驗顆粒分析粘粒含量影響因素

隨著與外界交流的增多，我們對所開展土工試驗項目中的顆粒分析試驗粘粒（<0.005mm）的檢測目的及其在工程中的應(yīng)用有了全新的認(rèn)識，其界限指標(biāo)的上下浮動會直接影響評價等級的判定和工程方案的優(yōu)選，同時，由于顆粒分析試驗結(jié)果，特別是對粉粒和粘粒的含量受檢測人員標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)產(chǎn)生的誤差、檢測環(huán)境溫度、易溶鹽含量及洗鹽過程等多種因素影響，其結(jié)果會有不同的差別?？紤]以上原因，我們專門針對細(xì)粒土顆分試驗工作中粘粒（<0.005mm）的測定進(jìn)行檢測驗證工作，力求通過大量試驗結(jié)果對比，論證影響顆粒分析試驗結(jié)果的主要因素，并采取相應(yīng)的措施加以控制，以確保試驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

存在的問題

細(xì)粒土顆粒分析試驗是檢測工作中最常規(guī)試驗內(nèi)容，但凡是細(xì)粒土，顆粒分析是必做項目。依我們多年從事土工試驗的經(jīng)驗，影響細(xì)粒土顆分試驗工作中粘粒（<0.005mm）測定結(jié)果的因素有很多，如：樣品的代表性、使用的比重計、量筒、土樣中易溶鹽的含量、洗鹽的過程控制、環(huán)境條件、數(shù)據(jù)處理等，這些諸多影響因素中有些是人為可控制的因素，我們通過強(qiáng)化管理和人員培訓(xùn)，即可有效控制。有些因素雖然知道會影響顆粒分析試驗中粘粒（<0.005mm）含量的試驗結(jié)果，但大多數(shù)檢測機(jī)構(gòu)因受到試驗條件、工作性質(zhì)、沿襲的習(xí)慣等的影響，不能發(fā)現(xiàn)影響因素的影響程度及影響規(guī)律，為了確保顆粒分析試驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠，我們想通過各類試驗進(jìn)行比對，對存在的問題進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的分析、研究、分類，找出影響顆粒分析試驗中粘粒（<0.005mm）含量試驗結(jié)果的主要因素，并制定行之有效的措施以達(dá)到提高試驗結(jié)果準(zhǔn)確性的目的。

通過對各種影響因素的分析，把影響顆粒分析試驗結(jié)果的因素進(jìn)行了分類，具體分類見表1影響《顆粒分析試驗結(jié)果的因素》及附圖：

制定對策計劃

1、針對非主要影響因素及人為可控因素設(shè)計的對策

統(tǒng)一配制標(biāo)準(zhǔn)樣，制備、分取樣品時必須將樣品充分混合均勻，具有代表性。

試驗前開空調(diào)以達(dá)到規(guī)范要求的溫度，并盡量控制、維持一致的環(huán)境溫度。

加強(qiáng)檢測人員對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，提高檢測技能，嚴(yán)格按規(guī)范要求對攪拌的頻率和深度、比重計讀數(shù)力求一致，并按華巖軟件統(tǒng)一處理數(shù)據(jù)；力求在統(tǒng)一環(huán)境條件下，用相同的標(biāo)準(zhǔn)量筒對應(yīng)相同的樣品做，控制環(huán)境溫度、攪拌深度，按攪拌往返30次/分鐘控制進(jìn)行試驗工作，并按華巖軟件處理數(shù)據(jù)。

2、針對主要影響因素設(shè)計的對策

對易溶鹽總量超過0.5%或K20電導(dǎo)率值大于1000us/cm的試驗樣品按規(guī)范要求洗鹽，其洗鹽方法除按規(guī)范要求的方法一洗鹽外，又采用了易溶鹽測試的洗鹽方法二進(jìn)行洗鹽，對比檢測結(jié)果，力求尋找一種快捷便利又能保證試驗精度的洗鹽方法。

對所制備的標(biāo)準(zhǔn)試驗樣品，統(tǒng)一使用甲種比重計與甲種圓頭比重計分別進(jìn)行測定，對比、分析其試驗結(jié)果。

對檢測人員檢測技能進(jìn)行驗證，即統(tǒng)一制出6組標(biāo)準(zhǔn)樣，由不同檢測人員進(jìn)行檢測，對檢測結(jié)果進(jìn)行分析驗證。

實施過程

通過上述階段的分析，針對存在的問題和原因要素，按規(guī)范要求對已準(zhǔn)備好的樣品按要求進(jìn)行了試驗工作。

1、實施一

找出不同含鹽量的細(xì)粒土樣共9組樣品，分別混合均勻后將每一組樣分成兩份，分別按日常工作方法洗鹽和使用離心方法洗鹽，對試驗結(jié)果進(jìn)行比對分析，結(jié)果為：用離心機(jī)洗鹽所得顆分結(jié)果低于按日常工作方法洗鹽試驗結(jié)果。

并把這些樣品與其他檢測機(jī)構(gòu)做了比對試驗，發(fā)現(xiàn)試驗結(jié)果粘粒（<0.005mm）含量偏低4.3%，通過溝通，所使用的規(guī)范相同、洗鹽的程序相同，最大的差別是使用的比重計和試驗結(jié)果的處理不同。

通過這組試驗我認(rèn)為易溶鹽含量雖是影響顆粒分析試驗結(jié)果的因素之一，但并非是主因。

2、實施二

針對主因使用比重計問題，把年初做的“新疆葉爾羌河中游渠首第三師前海灌渠總干渠配套工程地質(zhì)勘察”項目送的擾動擊實留樣中，結(jié)合土工試驗結(jié)果中黏粒在10%、12%、18%、35%左右，鹽含量在1%、1.5%、2%、3%、4.5%且不同含鹽種類的樣找出來，混合均勻后將每一組樣品分成兩份，一份備用，另一份用水浸泡洗鹽，直至洗凈為止，準(zhǔn)備試驗樣品至少在20公斤以上以滿足使用。

第一組試驗：用未洗鹽的6組備用樣，每人做2組，每個樣按6平行測試顆分試驗結(jié)果，用甲種圓頭比重計做，留作與洗鹽后使用甲種圓頭比重計測定結(jié)果之間差異的對照。第二組試驗：按規(guī)范要求把洗凈鹽的六組樣品要求全體檢測人員均參與試驗，每人要求做平行樣，分別使用甲種圓頭比重計和甲種比重計，配置了標(biāo)準(zhǔn)量筒要求的量筒，用相同的量筒對應(yīng)相同的樣品做，控制環(huán)境溫度、攪拌深度，按攪拌往返30次/分鐘控制進(jìn)行試驗工作，并按華巖軟件處理數(shù)據(jù)。

結(jié)論

對以上兩組試驗所得結(jié)果按《土工試驗規(guī)程》SL237-1999附錄A中對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，剔除異常值后，以平均值作為每一類試驗的結(jié)果值，得出了以下幾組比對分析結(jié)果：

使用甲種比重計比使用甲種圓頭比重計黏粒含量試驗結(jié)果高3.3%～5.5%，平均4.8%，跟鹽含量高低無直接關(guān)系。

使用甲種圓頭比重計，用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方法洗鹽與用日常工作方法洗鹽結(jié)果對比，除粉粒試驗結(jié)果降低外，其他各粒級試驗結(jié)果均提高，黏粒含量試驗結(jié)果提高0.3%～4.0%，平均2.2%，試驗結(jié)果差異跟鹽含量高低有直接關(guān)系，鹽含量較高時，黏粒含量試驗結(jié)果差值較大。

使用甲種比重計、甲種圓頭比重計不同檢測人員之間試驗結(jié)果比對分析可得：在試驗樣品充分混合均勻的條件下，用相同的量筒對應(yīng)相同的樣品做，控制環(huán)境溫度、控制攪拌器攪拌往返30次/分鐘、控制攪拌深度，得出相同顆粒分析試樣在相對相同的試驗條件下由不同的人及相同的人用不同的比重計得出的試驗結(jié)果無顯著差異。

結(jié)語

通過從檢測人員專業(yè)操作能力、樣品的制備、試驗方法、試驗儀器、數(shù)據(jù)處理等方面經(jīng)過反復(fù)探索、試驗，論證影響顆粒分析試驗結(jié)果的因素，我們找出了主要的影響因素，并制定行之有效的措施：①加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范培訓(xùn)，提高檢測人員的專業(yè)操作能力，規(guī)范操作。②確保試驗用樣品的充分均勻性和代表性。③洗鹽的程序結(jié)合項目工期、粘粒是否是為界限含量及鹽含量的高低，制定針對測試中心工作實際的洗鹽作業(yè)指導(dǎo)書，以達(dá)到滿足試驗準(zhǔn)確度和試驗工期的要求。④使用甲種比重計。⑤采購定制標(biāo)準(zhǔn)量筒。⑥嚴(yán)格控制顆粒分析試驗過程中懸液溫度。⑦運用軟件處理試驗數(shù)據(jù)。

（作者單位：新疆兵團(tuán)勘測設(shè)計院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司測試中心）