水工回填土工程试验安全技术交底试验段及施工方案案例

1、版本：填土170908-1（有很多工程实例）回填土工程资料知识 集本集内容：1.土工试验的认识（第2页）2.土工试验的意义（第7页）3.土工试验的重要性（第10页）4. 土工试验规程(第13页)5.回填土规范要求（第51页）6.土的最佳含水量和最大干密度与填土压实的质量关系（第60页）7.土壤击实试验记录（第61页）8.回填土试验段实案8.1*右岸堤防加宽工程标段堤身填筑碾压试验报告（第62页）8.2 某工程土方填筑碾压试验报告（第70页）8.3 某项目碾压方案及试验（第81页）8.4 *工程土方回填碾压试验成果报告（第87页）8.5 *土方填筑碾压试验报告（第94页）9.土方开挖和回填土施工

2、方案9.1土方开挖和回填土工程施工方案（第95页）9.2 *水库除险加固工程土石方工程专项施工方案（第99页）9.3 *水利工程土石方工程专项施工方案（第104页）9.4某工程输水土石方开挖专项方案（第107页）10.回填土安全技术交底（第104页）11某工程回填土施工技术交底（第109页）12人工回填土施工技术交底（第114页）13.土方回填工程 报审/验表（第115页）14. 土方回填工程检验批质量验收记录（第116页）15. 水利土方回填评定表 填写方法（第119页）“做成堤岸的好做些 如要请加QQ86521262 用心认真回复你”1.土工试验的认识TOC o 1-3 h u HYPER

3、LINK l _Toc6128 一、土的生成和特性 PAGEREF _Toc6128 2 HYPERLINK l _Toc16120 1.形成作用 PAGEREF _Toc16120 2 HYPERLINK l _Toc10642 2.土的主要成因类型及其特征 PAGEREF _Toc10642 3 HYPERLINK l _Toc1438 二、土的一般特性 PAGEREF _Toc1438 3 HYPERLINK l _Toc11550 三、土工实验的重要性 PAGEREF _Toc11550 3 HYPERLINK l _Toc5673 1.土工试验对土力学及土木工程学科研究的重要性 PA

4、GEREF _Toc5673 3 HYPERLINK l _Toc17687 2.从土的物理、 力学性质方面阐述土工试验的重要性 PAGEREF _Toc17687 3 HYPERLINK l _Toc8202 四.土工试验当前存在的问题 PAGEREF _Toc8202 3 HYPERLINK l _Toc9769 .试样的制备 PAGEREF _Toc9769 3 HYPERLINK l _Toc9305 .土的物理性质试验 PAGEREF _Toc9305 3 HYPERLINK l _Toc14291 3.土体的定名 PAGEREF _Toc14291 3 HYPERLINK l _T

5、oc21556 4.土力学性质试验 PAGEREF _Toc21556 3土工试验的认识一、土的生成和特性1.形成作用在土木工程中土是指覆盖在地表面上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物，地壳表层的岩石在阳光、大气、水和生物等因素影响下发生风化作用，使岩石崩解、破碎；经流水、风、冰川等动力搬运作用，在各种自然环境下沉积，形成土体，因此说：“土是岩石风化的产物”。风化作用包括：1）物理风化 是指由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震等引起的物理力使岩体崩解、碎裂的过程，这种作用使岩体逐渐变成细小的颗粒。土体中的粗颗粒便是物理风化的产物。2）化学风化 是指岩体(或岩块、岩屑)与空气、水和各种水溶

6、液相互作用的过程，这种作用不仅使岩石颗粒变细，更重要的是使岩石的矿物成分发生变化，形成大量细微颗粒(粘粒)和可溶盐类。土体中的粘粒便是化学风化的产物。3）生物风化 由动物、植物和人类活动对岩体的破坏称生物风化，例如：长在岩石缝隙中的树，因树根伸展使岩石缝隙扩展开裂；人们开采矿山、石材，修铁路、打隧道，劈山修公路等活动形成的土等。2.土的主要成因类型及其特征由于形成条件、搬运方式和沉积环境不同，自然界的土也就有不同的成因类型，可分为陆相沉积和海相沉积两类。1）陆相沉积陆地环境下的沉积，包括：（1）残积土（物）岩石经风化作用后残留在原地的碎屑堆积物称为残积土，残积土没有分选作用和层理构造，与基岩之

7、间没有明显的界限，矿物成分与基岩大致相同。由于山区原始地形变化很大且岩层风化程度不一，使残积土的厚度在小范围内就有很大变化。当残积土被风或降水带走一部分细小颗粒后土中存在较大的孔隙。因此，该种沉积土均匀性很差，作为建筑物地基时，要特别注意其不均匀沉降。（2）坡积土（物）高处的风化物经雨水、雪水或本身的重力作用搬运后，沉积在较平缓的山坡上的堆积物称为坡积土，如图1-1b所示。它般分布在坡腰上或坡脚下，其上部与残积土相接，坡积土的厚度变化很大，有时上部厚度不足1m，而下部可达几十米。坡积土由上而下具有一定的分选性，土质不均匀，还常易发生沿基岩倾斜面的滑动。尤其是新近堆积的坡积土土质疏松、压缩性较高

8、，在工程建设中要引起重视。（3）洪积土在山区或高地由暂时性的山洪急流把大量的残积土、坡积土，剥蚀、搬运到山谷中或山麓平原上而形成的堆积物称为洪积土，山洪流出沟谷口后，由于流速骤减，被搬运的粗碎屑物质，如块石、砾石、粗砂等首先大量堆积下来，离山越远，洪积土的颗粒越细，分布范围也越来越广，形成扇形地貌，故也称为洪积扇。有时相邻沟谷口的洪积扇互相连接起来组成洪积扇群，称为洪积平原。洪积土具有分选性，但因搬运距离较短，颗粒磨圆程度较差，且山洪不规则地暴发，堆积物质各不一样，所以洪积土还具有不规则交替的层理构造，并具有夹层、尖灭等产状。一般地，靠近山地的粗粒碎屑堆积物，地下水位埋藏较深，土质较均匀，是良

9、好的天然地基；离山较远的山前平原开阔地段由较细的粉砂、粘土颗粒堆积，厚度较大，颗粒均匀，其形成过程中受到周期性干旱的影响，细小粘土颗粒发生凝聚作用，同时析出可镕性盐类，使土质较为密实，通常这部分洪积土也是良好的天然地由基；而中间地带，土粒组成复杂，常由于地下水溢出地面而形成沼泽地带，土质较弱而承载力较低，工程建设时应特别注意。（4）冲积土由河流流水作用将两岸基岩及其上部覆盖的物，剥蚀后，搬运、沉积在河流坡降平缓地带而形成的堆积物称为冲积土。冲积土具有明显的层理构造，由于搬运距离大，土颗粒的磨圆程度较好，搬运距离越大，沉积物的颗粒越细。冲积土分布很广，主要分为平原河谷冲积土和山区河谷冲积土。山区

10、河谷的冲积土，颗粒较粗，多为砂粒填充的卵石、圆砾组成，所以，透水性好、压缩性小，是良好的建筑地基。平原河谷的冲积土，河床沉积土大多为中密砾砂，承载力高且压缩性低，但必须注意河流的冲刷作用导致地基毁坏和岩坡稳定性问题；河漫滩沉积土具有两层地质构造，上层为河流泛滥的沉积物，颗粒较细局部夹有有机物，承载力低，压缩性大，下层河床沉积物为砂石类土，地基承载力高，但开挖时可能发生流砂现象，不可忽视；河流阶地是由河床沉积土和河漫滩沉积土上升演变而成，形成时间长，又受干燥作用，所以结构强度较高，是良好的地基。在河流入海或入湖口处，所搬运的大量细颗粒沉积下来，形成了面积相当宽广、厚度较大的三角洲沉积土，它的含水

11、量很高，孔隙率大，呈饱和状态，常有较厚的淤泥或淤泥质土层，因而承载力较低，压缩变形量大。但在三角洲沉积土的表面，有一层厚度不大且经过长期干燥而形成的粘性土硬壳层，承载力较高，可作为一般建筑物基础的持力层。（5）湖泊沉积土 由湖浪作用而在湖中沉积的堆积土称湖泊沉积土。近岸的沉积土主要由粗颗粒的卵石、圆砾、砂土组成，作为地基具有较高的承载力；远岸的沉积土则主要由细颗粒的砂土、粘性土组成，承载力较前者低。湖心沉积土是由河流和湖流挟带的细小悬浮颗粒到达湖心后沉积，主要由粘土和淤泥组成，常夹有细砂粉砂薄层，该沉积土强度低，压缩性高。若湖泊逐渐淤塞后则可变成沼泽，形成沼泽土，它主要是由泥炭（有机物含量近6

12、0以上）组成，其主要特征是：含水量极高，透水性极低，压缩性很高且不均匀，承载力也很低，一般不宜作为天然地基。此外还有冰积土和风积土。它们分别是在冰川地质作用和风的地质作用下形成的。2）海相沉积由河水带入海洋的物质和海岸风化后的物质以及化学、生物物质在搬运过程中随着流速逐渐降低在海洋各分区(海滨、浅海、陆坡、深海地区)中沉积下来的堆积物称海洋沉积土。海滨（海水高潮位时淹没，低潮位时露出的海洋地带）沉积土主要由卵石、圆砾和砂等粗碎屑物质组成，有时有粘性土夹层，具有基本水平或缓倾斜的层理构造，作为地基，强度较高；但在河流入海口地区常有淤泥沉积，这是河流带来的泥砂及有机物与海中有机物沉积的结果。浅海（

13、水深约0200m，宽度约100200km的大陆架）沉积土主要由细颗粒砂土、粘性土、淤泥和生物化学沉积物组成；离海岸越远，沉积物的颗粒越细小；该沉积土具有层理构造，其中砂土比滨海带更疏松，易发生流砂现象，其分布广，厚度不均匀，压缩性高；在浅海带近代沉积的粘土则密度小、含水量高，因而其压缩性大、承载力低；而古老的粘土则密度大、含水量低，压缩性小，承载力高。陆坡（浅海区与深海区之间过渡的陆坡地带，水深约2001000m，宽度约100200km）及深海（水深超过1000m的海洋底盘）的沉积物主要为有机质淤泥，成分均一。二、土的一般特性土的形成过程决定了它具有特殊的物理力学性质，在天然状态下，土是由固体

14、、液体、气体三部分所组成的三相体系。固体部分即为土粒，由矿物颗粒或有机质组成，构成土的骨架。骨架间有许多孔隙，可为水和气体所填充。土体三个组成部分本身的性质以及它们之间的比例关系和相互作用决定土的物理力学性质。土具有三个重要特点。（1）散体性：颗粒之间无粘结或弱粘结，存在大量孔隙，可以透水、透气。（2）多相性：土往往是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系，三相之间质和量的变化直接影响它的工程性质。（3）成层性：土粒在沉积过程中，不同阶段沉积物成分、颗粒大小及颜色等不同，而使竖向呈现成层的特征。（4）. 变异性：土是在自然界漫长的地质历史时期演化形成的多矿物组合体，性质复杂，不均匀，且随时间还在不

15、断变化。基于此，土具有不同于其它建筑材料的特征。一般的建筑材料可由设计人员指定品种和型号，品种、型号一经确定，力学性质参数也就确定，土则不同，建（构）筑物是以天然土层作为地基，拟建地点是什么土设计人员就以该种土作为设计对象。由于土是自然地质历史产物，各种土的颗粒大小和矿物成分差别很大，土的三相间的数量比例不尽相同，而且土粒与其周围的水分又发生了复杂的物理化学作用，因此，造成了土的物理性质的复杂性；土的物理性质又在一定程度上决定了它的力学性质，不同地区的土，又有不同的变化。土的物理性质、力学性质，相对于其它材料来说，是比较复杂的，如土的应力-应变关系是非线性的，土的变形在卸荷后一般不能完全恢复，

16、土的强度也不是一成不变的，土对扰动还特别敏感等等。因此进行土工试验对于土木工程的研究是非常必要的。三、土工实验的重要性1.土工试验对土力学及土木工程学科研究的重要性土工试验是土力学中的基本内容，实验土力学是土力学的一个重要分支，土工试验是土木工程学习中必须掌握的基本实验。由于现场试验原状土的结构性，土工问题的诸多影响因素是现场原位试验、室内试验和工程原型监测成为工程实践中不可缺少的一部分。土工试验的重要性主要表现在：(1).只有通过试验才能揭示土作为一种碎散多相地质材料的一般和特有的力学性质。(2).只有对具体土样的试验，才能揭示不同类型、不同产地、不同状态的不同力学性质，特别是对于非饱和图、

17、区域性与、人工复合土等。(3).试验是确定各种理论和工程设计参数的基本手段。(4).试验是验证各种理论的正确性以及实用性的重要手段。(5).足尺试验、模型试验可以验证土力学理论和数值分析计算结构的合理性，也是认识和解决实际工程问题的重要手段。(6).原位试验、原型监测直接为土木工程服务，同时使数值计算的反算和实现信息化施工的重要依据、所以，土力学的研究和土工实践从来都不能脱离土工实验工作，它是深入认识和发展完善理论和计算的正确途径。2.从土的物理、 力学性质方面阐述土工试验的重要性实际工程中因为不同地区具有不同的土体，因此为保障现场现场施工的安全性，设计前必须对场地进行工程地质勘察，并对土进行

18、物理、力学性质试验，作出工程地质评价为了使地基强度、稳定性、变形及满足筑物使用及构造上的要求，必须进行土工试验确定很多非常重要的参数，如地基承载力和地基变形计算中的参数等进行计算土工试验经过测试岩土试样，得到了岩土的力学性、物理性、动力性以及渗透性等各项指标。从而为工程设计和施工提供参数，这些参数可以对工程地质条件进行正确的评价， 进而为后期施工提供重要的参考依据。土的物理性质试验:包括土的含水率试验、密度试验、比重试验、颗粒分析试验、界限含水率试验(液限、塑限和缩限试验)等。土是由固体颗粒、 水和气体所组成， 土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系，用土的三相比例指标表示。它们对于评价土的

19、物理、力学性质有重要意义。 土的力学性质试验:土的渗透性，土的变形特性，土的强度。 渗透是液体在多孔介质中运动的现象。土属多孔介质体，它内部的骨架颗粒之间存在一定的空隙，形成了通道， 使水能在其中运动， 所以它必然具有渗透性。水在土的孔隙中的运动造成了水压力的变化进而影响了土的各种力学性质，所以在建筑物设计施工中必须考虑土的渗透性的影响。地基在荷载作用下会发生变形，是岩土工程中最普遍的问题之一。地基变形会造成土体本身失稳或建筑物结构的破坏，因此，无论何种形式的地基的变形都必须控制在一定范围内。另外还必须对岩土的变形特性有一定的了解和掌握，这样才能指导岩土工程的设计与施工，才能保证工程能经济，安

20、全，有效的运行。为了计算地基的变形量，必须了解土的压缩性。通过室内或现场试验，可求出土的压缩性指标，即可计算基础的最终沉降量。土的强度是土的一个重要的力学性能，也叫土的抗剪强度，是指土体抗剪破坏的最大应力，它的破坏会造成地基失稳或边坡滑塌等现象。土的水理性质试验:包括土的固结试验、湿化试验等。土的动力性质试验:包括土的振动三轴试验、共振柱试验、动单剪试验等。土的特殊性质试验:包括非饱和土试验、黄土湿限试验、膨胀率试验、膨胀力试验、收缩试验、有机质试验等。关于对室内试验结果影响最大的取土扰动，现有的取土技术，已经足以使取土扰动的影响降低到最小限度，目前，采用薄壁取土器取土是比较完善的取土技术，它

21、可以取到质量最好的原状土，至于取土时无法避免的应力释放引起的土样扰动，可采取室内再固结等方法予以减轻甚至消除。四.土工试验当前存在的问题由于岩土体的不均匀性，取样、运输、保管过程中的扰动， 试验仪器及操作方法的差异等使得岩土试验结果出现部分失真，在一定程度上影响勘察成果的真实性与准确性。本文就岩土样试验中经常出现的部分问题进行剖析， 以便勘察单位在过程质量控制中采取相应措施， 为设计部门提交真实、准确的勘察成果。.试样的制备岩土工程勘察市场竞争激烈，勘察费用较低，勘察单位的设备技术更新改造投入较少，勘察手段的单一，导致采取的原状岩土样质量较差，土体结构受到严重扰动和破坏（ 尤其是采用岩芯管岩芯

22、切样）部分样品采集后没有在现场用蜡封堵，水分蒸发；冬天没有防冻措施，使样品受冻；运输过程中没有减震措施， 特别是灵敏度较高的粉土和软塑土。由以上原因造成的土体结构破坏和含水量变化， 严重影响到岩土体的原状，该类样品根本不能作为力学试验样使用。采样不合格的岩土样，在试样制备时应注意。开启土样筒后先检查土样结构，确定土样是否已受扰动或取土质量是否符合规定，对不符合规范要求的试样必须舍弃。对合格土样用环刀切取时，首先应做好以下几点： 应在环刀内壁涂一薄层凡士林，目的是为减少环刀与土样间的摩擦，避免土样压密扰动； 将环刀垂直下压，环刀垂直下压是避免环刀偏向受压时环刀一侧出现相对压密而另一侧出现样品与环

23、刀间的小缝隙，造成土的容重失真及压缩时压缩模量偏小； 环刀下压过程中，边压边削，可避免土样受到环刀外侧壁与土样间的过大摩擦而使土样受到一定程度的压密； 压入环刀后对土样的上下端面削平，对于软土要用钢丝锯修复平整， 若用切土刀整平则刀面极易带起软土形成二次扰动，对其它土可采用切土刀削平。这四种措施都可有效避免土样在室内试验时受到扰动。在制样过程中要对土样的颜色、 名称、包含物、矿物成分、软硬程度、塑性状态、结构构造等进行描述，不仅是判定土类别的依据，也有利于后期数据整理时进行对比和综合分析处理，得出符合工程实际的数据。.土的物理性质试验.1含水率试验土层的不均匀、取样扰动或进水、取土器和筒壁的挤

24、压、 原状样密封不严、土样在运输和存放期间保护不当而失水等均会引起含水率的变化。除此之外在试验室若操作不当对土样含水率的测试结果也会造成偏差： 取样点的位置不同， 尤其是对粉质含量高的粉质粘土、粉土、砂土，样的上、中、 下不同部位含水量会有较大的差别，为克服这种影响可分上中下不同部位同时取等量样品，加以混合后再取为含水量试验样品。 铝盒烘干时应开口，以利水的充分蒸发。铝盒质量应定期标定：铝盒在长期使用过程中由于氧化、磨损其质量也有一定变化，定期标定能有效降低试验误差； 烘干时间及温度对含水量测试数据影响较大，从而影响到地基土承载力基本值。以粉土为例，含水量每提高 ，承载力基本值降低约 。因而应

25、严格掌握烘干时间和温度。红粘土、膨胀土等粘粒含量很高的土类，有较大的比表面积，吸附水能力强，需在105110温度下烘干 ，粉土、粉砂土不得小于，但对含有机质的土（ 尤其是有机质含量大于的土）应在 烘至恒重，温度过高会造成有机质的损失，使含水量偏大。决不能为赶工期而省时省工，更不能不分土类别、不分温度、不分时间地进行烘干。2.2土粒比重试验从理论上讲要得到一个准确的土粒比重值较为困难， 因为国标中采用的试验方法存在下列因素的影响： 结合水的影响。土粒带负电荷，与其周围的水相互作用，形成结合水，结合水吸附在粘粒表面，使测出的土粒体积大于实际体积，导致测试结果偏小；土粒间胶结物固化的影响。制备试样在

26、烘干过程中，不可溶的胶质矿物如、粘土矿物等易固化形成团粒，形成的团粒较难靠水的作用分散，加热煮沸对团粒不能达到完全分散的作用，使计算出的土粒相对密度偏小。土粒比重是土的基本物理指标之一，是一个相对稳定的值，它决定于土的矿物成分，一般无机物矿物颗粒的比重为2.602.80 ， 有机质为 2.402.50， 泥炭为1.501.80 ，土粒的比重变化幅度很小，同一地区同一类型的土相对密度基本接近，通常可按地区经验数据选用。由于土粒比重试验相对复杂且费时，但也不能在一个地区根本就没有进行过土粒比重试验，而盲目套用其它地区的经验，这是不科学的。2.3界限含水量试验液、塑限联合测定法的界限含水量土样制备方

27、式对比较均匀的土可采用天然含水状态的土样；对不均匀的土样，采用风干土样。当试样中含有粒径大于0.的土粒和杂物时，应过0.的筛。进行界限含水率试验时应将试验样品加入不同水量充分调和均匀，填入试样杯中，按规范测定三个不同含水率的点。在实际试验时操作人员能够对含砾石、 岩屑、 杂物的土样过筛后进行试验， 但当土中含原生的铁、 锰质结核时而往往忽视过筛，直接将土中的铁、锰质结核压碎混入土中，这种方法造成土的液、塑限含水量偏小。土样加水后应充分拌和，拌合后试验样品的含水量必须均匀，否则锥体下落试验点处的含水量难以代表实际样品的含水量。试样调好后填入盛土杯也是一个关键环节，填入的样品要均匀，不能有空洞，杯

28、口土面应平整。低含水量的试验样易在盛土杯中产生土体密实度差异现象，高含水量试验样易出现盛土杯土体空洞现象，操作时应注意。杯口土面平整时，不能用调土刀过分抹平，尤其对易粉土更容易造成杯表面含水量降低，产生试验误差。在具体试验过程中可在一杯土的不同位置测试两次，以此来检验试样是否均匀。对于搓条法进行塑限试验，虽然规范允许， 试验时人为影响因素较大， 试验误差过大。这种方法虽然简便，但应慎重选用。3.土体的定名土体定名应规范，在土体定名时经常出现粉土定名的误区。规范规定：粉土是粒径大于0.075的颗粒质量不超过总质量的0，且塑性指数不大于1的土。在实际运用中，由于颗分试验较繁杂，仍采用按塑性指数不大

29、于来划定粉土的做法。土工试验时，粉砂有时也具有一定的塑性指数，若仅按塑性指数划分粉土可能会造成误判。另外， 按 建筑地基基础设计规范（规定粉土承载力特征值深宽修正时、按 建筑抗震设计规范进行液化判别时，均需根据粉土粘粒含量数值来进行计算和判别， 虽然对地震烈度小于等于度的地区，对非持力层粉土一般建筑不需进行液化判别和承载力特征值深宽修正，但也不能仅以塑性指数作为判定粉土的条件。4.土力学性质试验1.固结试验土的固结试验是测定土体在压力作用下的压缩特性，以此计算建筑物的沉降量，是地基设计的重要参数之一。在试验时常有以下因素影响其准确度。 由于频繁折卸仪器、透水石磨损、滤纸规格的变化等因素，均会影

30、响测试结果， 因而仪器应定期校正；上透水石的含水量差异会对土体固结产生一定程度的变化，这种变化对一般的土样影响比较隐蔽，不易发现，但对具膨胀性的土样会有很大的影响，当透水石的含水量较土样含水量大时会引起土样吸水膨胀，出现前后级荷载百分表读数差别很小的现象，有时甚至出现后级读数较前级读数小的异常情况。在透水石含水量较土样含水量小时，会加速土样的失水呈收缩趋势，造成压缩量过大。因而下透水石的含水量未接近土的天然含水量 安装试样仪器归零必须严格到位，环刀上、下土面必须紧密与上、 下透水石处的滤纸接触。由于环刀使用时外力破坏会出现外径变化情况，使得环刀不能有效放入规定限位，造成透水石不能与环刀上、下土

31、面有效接触，使初级压缩偏大，产生实验误差。百分表归零时应使百分表量测的活动轴杆有足够的量程，以避免压缩变形量较大时，仪器量程小于土样压缩变形而造成压缩试验的失真。 试 验 稳 定 标 准 在 土工试验方法标准中规定：施加每级压力后，每小时变形达0.01时，测定试验高度变化作为稳定标准。原来的快速法由于缺少理论依据而不再使用，但实际工作中， 由于固结仪器数量的限制、试验工期的紧迫仍会沿用，这种违背规范的现象，应禁止。2.抗剪强度试验直剪试验受力条件复杂（如发生剪切位移时法向加荷由最初轴心受压变为偏心受压，剪切破坏面人为限制 ，排 水 条件不易控制，按土工试验方法标准第条规定快剪试验一般适用于渗透

32、系数小于1的细粒土，粉质粘土渗透系数一般大于 ，粉土 值更大，用直剪试验已非常勉强，在室内试验对较软的粉土及粉质粘土直剪时，发现四级荷载下很少存在峰值强度，绝大部分需剪切至位移 处，剪切强度指标回归性差（尤其最后一级荷载强度偏低，再现性差）， 剪切强度指标仅能作为参考。另外较软弱的土即使渗透系数满足要求，当后二级荷载加上时会发生土样挤入透水石与剪切盒之间缝隙的情况而无法剪切。虽然直剪试验方便简单，但其对粉土、粉质粘土及较软弱土强度指标可信度较差，三轴试验可取得较好的效果，在一个勘查项目的土工试验中可进行一定数量的三轴剪切试验进行对比。另外在进行固结快剪及快剪试验时， 应严格控制剪切速度，对粘性

33、土速度控制在.为宜，严禁提高剪切速度，造成剪切强度偏低，误导设计。2.土工试验的意义1 土工试验成果综合分析的必要性土是地壳表层的岩石风化后产生的松散堆积物，它具有三个特性：(1)土是松散性材料，不是连续的固体，因此，在一定程度上具有流动性；(2)土是三相体，是由颗粒（固相）、水（液相）和气（气相）所组成的三相体系，不是由单一材料构成；(3)土是自然地质历史产物，非人工制造产物。基于此，土具有不同于其它建筑材料的特征。一般的建筑材料可由设计人员指定品种和型号，品种、型号一经确定，力学性质参数也就确定，土则不同，建（构）筑物是以天然土层作为地基，拟建地点是什么土设计人员就以该种土作为设计对象。由

34、于土是自然地质历史产物，各种土的颗粒大小和矿物成分差别很大，土的三相间的数量比例不尽相同，而且土粒与其周围的水分又发生了复杂的物理化学作用，因此，造成了土的物理性质的复杂性；土的物理性质又在一定程度上决定了它的力学性质，不同地区的土，又有不同的变化。土的物理性质、力学性质，相对于其它材料来说，是比较复杂的，如土的应力-应变关系是非线性的，土的变形在卸荷后一般不能完全恢复，土的强度也不是一成不变的，土对扰动还特别敏感等等。那么，通过室内实验测出的土的性质，就存在一个是否准确的问题。如何确定数据的准确性，以及各个指标存在那些必然的联系，对于从事土工实验的人员有很大的指导意义。因此，有必要对土工实验

35、的成果，相关的指标摆在一起进行分析，从中找出一些共性的特征。鉴于此，本文结合长期实验的经验，对土的物性试验成果和土的变形、力学试验成果两大方面进行分析，从中找出规律性的东西，供实验人员参考。2 土的物性试验及实验成果的分析2.1 土的相对密度、密度、含水量实验 土的物性实验中，最常见的是土的相对密度、密度、含水量，是其中三个最基本的实验，用它们可以换算土的干密度、孔隙比、孔隙度、饱和度等指标，它们的变化，不仅影响其它指标的变化，而且将使土的一系列力学性质随之而异。因此，准确测定他们的值，有着重要的意义。在这三个基本指标中，土粒的相对密度是一个相对稳定的值，它决定于土的矿物成分，它的数值一般是2

36、.62.8。淤质土为1.51.8，有机质土为 2.42.5。同一地区同一类型的土的相对密度基本相同，通常可按经 验数值选用（见表1）。值得注意的是当土中含有有机质时，土的相对密度可降到2.4 以下，此时应改用中性液体，如煤油、汽油甲苯和二甲苯，并采用抽气法排气。表1 土粒相对密度参考值 土的含水量，则是三个指标中最不稳定的，一则不同的土，含水量就可能不一样，而且由于各种因素，如土层的不均匀；取样不标准；取土器和筒壁的挤压；土样在运输和存放期间保护不当等等。影响成果的准确度。在这些影响因素中，有的属于土样客观存在，有的属于人为造成，无论属于哪种，都需要实验人员结合实际情况，克服不利因素，测出土的

37、比较准确的含水量。土的密度指标，虽然也是一个变化的值，不同的土样重度值不同，但对于某一个土样来说，它的值较稳定和比较容易测准的。土的这三个指标是基础，土的其它指标也将通过换算计算出来。计算出来的指标，有时会出现和实际明显不符的情况，如饱和度超过100%等，这就说明，原始三个指标的测定有问题，而大多数情况下，问题出在含水量和相对密度的测定上，需要对这两个指标作进一步的确定，保证这两项指标试验值的准确，从而提高其它指标的准确度。2.2 土的液限与塑限 对于工程来说，土的液限、塑限有着比较重要的实用意义。土的塑性指数高，表示土中的胶体粘粒含量大，同时也表示粘土中可能含有蒙脱石或其它高活性的胶体粘粒较

38、多。因此，界限含水量，尤其是液限，能较好的反映出土的某些物理力学特性，如压缩性、胀缩性等。而当前对土的液限、塑限的测定，存在不少问题。其一，液限标准的确定，还处在过渡时期，即圆锥下沉10 mm和17 mm处为液限含水量，势必使人们对土的名称和状态产生不同程度的误解，特别是非专业人员，很难搞明白，为什么原来是一种土，而现在又是另一种土，原来处在一种状态而现在又处在另外一种状态。其二，大多数实验人员，只受过几个月的的培训，因此，它们对于土的状态的确定并不是很明确，比如，国标中把粘性土的状态按液性指数的大小分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑，而一旦测出土的状态为坚硬或流塑，就会产生怀疑，所测土并不像想

39、象中那么坚硬或流塑。其实，规程中对土的状态的确定，只是在一定标准下，给土的状态定名而已，并不是人们想象中的坚硬就应该像石头一样，流塑就像水流动似的。其三，对于塑性指数小于10的土，以前叫做轻亚粘土，而新规程称粉土。这种土存在是否会产生液化的问题，因此，要根据工程要求，进行相关的粘粒（小于0.005 mm颗粒含量）的测定。其四，测定土的液、塑限时取标准样的问题，规程上大多规定土要过0.5 mm的筛，才能进行实验。在实际操作中，有一些土用眼睛观察含有较多砂粒，一旦过0.5 mm筛后做实验，测出的土塑性指数可能很大，不能反映土的实际情况。因此，对于这种土最好能采用筛分法确定砂粒含量，如果砂粒含量已达

40、到确定该土为砂土的标准，那么就不必再做液、塑限试验，反之则可进行相应的液、塑限试验确定土的名称。实际上，有些土是处在杂土状态，无法确定名称，这种情况下，可以根据工程需要，作相应的处理。比如，以土中粘粒为主做试验或以砂粒为主做试验，目的就是反映土的真实情况，为工程建设服务3。2.3 土的物性指标之间的对比分析 土的物性指标间是相互关联的，因此，当这些指标出来以后，可以将这些指标放到一起，进行综合的分析，从而对这些指标的准确性进行判别。比如，在有些成果中，会出现饱和度超过100%的现象，这就说明，在某些实验数据中，存在误差或者错误，就需要根据实际情况进行调整，必要的情况下要重做实验。再如：本来在开

41、土的时候，发现土是处在硬塑状态，而结果却是土处在流塑状态，这种情况，一则说明含水量测定有问题；二则可能液限、塑限结果存在误差。大多数情况下，会是因为天然含水量不准造成土的状态确定不准。通过一系列对物性指标间关系统一分析，使得实验成果的精度进一步提高，为工程建设提供准确的数据。3 土的力学试验及实验成果分析3.1 土的固结实验 固结实验是测定土体在压力作用下的压缩特性。在实际工程中，由于土层的压缩，致使其上部建筑物或构筑物沿重力方向产生沉降。如上下土层的压缩性不等，或上部建筑物荷载不一，皆可促成同一平面上的不均匀沉降。在天然地基设计中，常需根据设计的要求，控制建筑物的沉降量；或其他各部的沉降差在

42、某一允许范围之内，以满足使用上的要求及建筑物的安全条件。因此，要测定土的压缩性借以计算建筑物或构筑物的沉降量，作为设计的控制数据。除一些特殊工程要在现场做测试外，大多数实验是在室内进行的。影响成果准确度的因素也很多，有一些是比较容易找到原因的，如：在开土取土的过程中，感到土是较软的或测出的液性指数较低，而测出的压缩系数小，这说明实验操作有误或记录有误，要检查各个环节。实在找不出原因采取补救措施的话，就要重新取土测试。3.2 土的抗剪强度实验 土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的重要力学性质之一。在计算承载力，评价地基稳定性以及计算挡土墙的土的压力时，都要用到土的抗剪强度指标，因此

43、正确地测定土的抗剪强度在工程上具有重要意义。抗剪强度的实验方法有多种，在实验室内常用的有直接剪切实验、三轴压缩实验和无测限抗压实验。在现场原位测试的有十字板剪切实验、大型直接剪切实验等。相对来说，室内实验的规律性，要比现场原位测试好得多。虽然如此，室内实验测出的结果，有时和理论上的数据存在很大的差距。比如，无粘性土的C值应为0，而在大多数实验中，测出的值不一定为0，这实际上也是正常的，因为在我们所测出的抗剪强度指标中，并不是说C值完全代表土的凝聚力，而值也不完全代表内摩擦力，而是两者互相包含，都代表土的抗剪强度的一部分。在有些直接剪切实验结果中，有时甚至会出现粘聚力C为负值现象，主要原因在于取

44、标准样时，所取试样的性质相差太大所致。也就是说不是同一种性质的土拿到一起做实验，结果自然不会符合规律。在三轴压缩实验中，如果采用不固结不排水剪，那么从理论上讲，抗剪强度包线应为水平线，即内摩擦角为0，但是实际测出的结果中，总是或多或少地存在一定倾角。造成这种现象的原因，一方面是取土质量问题，另一方面在安装试件时对土产生了一定的扰动，使土得到了不同程度的固结等原因。但这并不能说结果是错误的，因为它反映了土中的应力分布实际情况，对于实际工程来说，有着很大的实用意义。因此，我们在判断实验结果是否准确，不能仅从理论上确定，而要考虑多方面客观因素，结合实际分析，以期对土的受力情况有一个正确的判断。3.3

45、 土的固结实验成果与抗剪强度之间的联系 土的压缩特性和抗剪强度有着一定的关系，利用这种关系，我们可以直观判断压缩结果和抗剪结果是否准确。一般情况下，土的压缩性越高，压缩模量越低，而它的快剪强度则越小。当然，在有些情况下，要求做固结快剪，那么，这种关系可能就不成立了，需要按实际测出的强度情况判断。4 物性实验成果和力学实验成果的统一对比与分析 土的物理性质和力学性质是紧密相关的。通常情况下，土的物理性质基本上能够决定土的力学性质。因此，在GBJ7-89中，把它们之间的关系列成表格，可以根据土的物理性质，判定土的承载力。而在室内实验中，也可以此为依据，做一比较。比如对于不同的密度、含水量、液、塑限

46、的土，它的抗剪强度、压缩性质有怎样的变化，随着做实验时间的增长，慢慢可以从中找出一定的规律。当然由于土的形式的复杂性，经常出现一些意外情况，需要我们本着实事求是的态度，保证测出结果的准确性。如果将土的物性和力学性质统一起来，必将有利于我们对土的性质的认识，其中的规律也有待我们进一步探讨。3.土工试验的重要性 内容提要：土是公路建设中必不可少的建筑材料；土的分类与性质关系着公路工程质量；土工试验是土的分类与性质验证的重要手段和方法。一、土的分类：1、翻开中华人民共和国地形图，清晰可见黑褐色的高原山地；绿色的平原盆地；深蓝色的大海。千百年来由伟大自然力形成地壳表面一层厚厚的由许多细小矿物颗粒组成的

47、土。土由多种矿物质组成，其中含量较多的有氧化钙CaO、二氧化硅SiO2、三氧化二铁Fe2O3高岭石Ai2O32SiO2 2H2O等。根据交通运输部的统一规定，把公路建设用土分为：巨粒、粗粒、细粒三类。巨粒组粗粒组细粒组漂石（块石）卵石（小块石）砾类（角砾）砂粉粒粘粒粗中细粗中细2、根据粒径范围，由坚硬的二氧化硅SiO2氧化钙CaO以及其它化合物组成的粒径在2.0-60mm之间的土为粗粒土。粗粒土分为砾类和砂类，砾类土中有较大一些的颗粒，有较好的强度，有以2.0-60mm间较好的级配，含有一定的粘性，是公路建设较好的材料。砂类土含有多种矿物质结构组合，具有一定砂性和粘性，并且有砾类土的优点，便于

48、开挖和碾压，是公路填筑工程的最好材料。砾类土是由于阳光覆射，雨水浸润，植物生长等因素石体风化形成的。砂类土是由江河迁徙，水流冲涮形成的破碎细石带着岁月痕迹形成的。3、（1）细粒土可分为粘质土、粉质土和有机质土三类。根据塑性指数，可将其分为高液限粘土和高液限粉土；低液限粘土和低液限粉细粒土0砾砂颗粒分析曲线图图4）%（数分百量质土径粒某于小mm颗粒粒径1001010.10.011009080706050403020100碾压遍数(n)876541.561.551.541.531.521.511.501.491.48附图2 碾压遍数干密度关系曲线铺土厚度45cm铺土厚度50cmYYYYYYY环刀法

49、取样检测压实度测振压后的沉降量振压4、6、8遍静压2遍SD235推土机平料挖掘机立面取土20T汽车运输，倒退法卸料有机质土粘质土粉质土土。代号分别是：高液限粘土CH；高液限粉土MH；低液限粘土CL；低液限粉土ML；高液限有机质土CLO；低液限有机质土MLO。（2）土中含有未完全分解的动植物残骸，和未完全分解的无定形物质的土叫作有机质土。4、粘质土具有较强的亲水系数，具有合适的塑性，除一些高粘性土外，都能直接作为路基和路面基层的填筑材料。粘质土也能和一些材料结合组成改良土作为路基和路面基层的填筑材料。是公路工程填筑较好材料。（1）水泥稳定土，是较细粒土中缩性较大的特点，在粘质土中加入一定百分比的

50、低标号水泥，减少了土的缩性，增加了土的强度。（2）石灰稳定土，是根据粘质土塑性指数较高，亲水系数较大的特点，加入一定百分比的石灰，改善土的塑性指数，增加土的强度，还能有效防止裂缝。A线IP0.73(wl-20)塑性指数IP70B线Wl50%A60B CH 50CHO40CL30CLOMH20MHOIp=10Ip=6100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 液限Wl%5、粉质土，含单质矿物成分较多，亲水系数较小，缩性较小不易碾压成形，但成形后强度较好。是公路工程的一般材料。符合塑性指数要求的粉质土可以直接作为路基或路面基层的填筑材料。也可以和其它材料结

51、合作改良土用。粉质土加入水泥或石灰，粉煤灰等组成改良土，性质与粘质土接近，但粉质土加入水泥的效果较粘质土要好一些。6、有机质土，应根据各种有机质含量和土的强度大小（CBR值）选择性的作为路基的填筑材料。高液限粘土、低液限粘土或粉土及易容盐含量较大，不容物含量较高的土不能用于公路工程。二、土工试验与检测1、土是公路工程施工中最基本的也是用量最大的材料。它的各项性能指标非常重要。因此确定和验证土的各项技术性能指标的土工试验和检测工作也十分重要。（1）土的含水量试验是相对于105-110高温下所失去的水分和烘干土质量的比值（因此也叫相对含水量）的试验。这一指标较为重要，它直接关系到各种土的可用性和其

52、它相关指标的形成。试验时，试验员一定要作好：试样的取样、称量、烘干的温度及时间。（2）液缩限和塑性指数，是确定细粒土各种缩性和应用的必要指标。有效掌握土的干湿，干缩分区才能进行各项性能指标的验算。每次作试验时都要对仪器作以校正。筛土、拌水、闷土和锥入试验一定要认真准确。锥入深度与含水量（h-w）关系图一定要计算准确。3020A1098B76锥入深度h(mm)5C4 3210 20 30 10 50 60 70 含水量WL%（3）筛分试验，是确定土的各项粒径级配的试验。是对土样进行规类的试验。细粒土和特细土分别用筛分和比重法进行试验。（4）击实试验，是土工试验最基本指标确定的试验。我国地域广阔，

53、各地土质千差万别。土的最大干密度和最佳含水量是土方填筑施工质量控制的重要指标。土样选取不具代表性，试验数据不够准确就不能有效控制工程质量。取样、晾土、筛土、拌土、闷土、击实和修样过程都不能有半点马虎。（5）CBR承载比试验，CBR是英文简写，分为室内和室外两种。室内CBR是检验土的抗压强能力的指标，决定着某种土能否作为路基和基层填筑的材料。目前我国实行的是机械压缩和人工读表配合法作CBR试验，存在较大的人为误差，试验时要对每个环节都作到认真仔细，特别是贯入试验时记数、读数人员要注意力特别集中，报数要快，要准确无误。（6）无侧限抗压强度试验，是确定石灰、水泥等结合土强度指标的试验。2、土工施工检

54、测，是用标准试验确定的技术指标对施工质量进行控制的检测试验。（1）现场含水量，土方填筑时现场土的含水量一定要检测准确。含水量低于规定指标要加水处理，高于规定指标要晾晒后再施工。这就要求技术人员合理布点认真检测，否则就会影响工程质量。（2）填筑厚度，是确定土方压实和施工时间及工效的重要指标。计算土方用量也要用到它。检测时要均匀布点，认真测量，准确读数。（3）改良土或加入其它掺料的结合料，掺入料掺量检测要准确。（4）压实度是土的压实干密度（湿质量/1+含水量）与击实试验确定的标准干密度（最大干密度）的比值。土方填筑时，土的含水量要略高于最佳含水量2%左右。如果过湿，碾压时就会形成局部软弹（细粒土中

55、含水量较大，压路机多次碾压后，部分区块土和水达到饱合，形成泥状）。这时就要根据土的实际含水量，采取换土或石灰水泥处理后碾压成形，再进行压实度检测。在昌法线公路和沈长高速公路施工中多次应用这种方法效果较好。压实度是检测土方填筑质量和压实质量的最重要指标。（5）弯沉检测，是检测土方路基或土工稳定材料基层及路面抗压强度的另一个非常重要的指标。以标准汽车轴载下，轴距间碾压后的回弹值为标准。铁岭地区冬夏温度变化较大，检测选在15-25气温时间段进行较为合适。昌图的许多工程施工中采取在15-25气温时段和风力小于三级时段进行弯沉检测，结果比较稳定可靠。关于土工试验检测还有很多，这里就不一一列举。土工材料是

56、公路工程建设的最基本的，也是最重要的材料，因此土工材料各项技术指标的确定与现场控制的土工试验与检测也就成了公路工程建设的重要工作，一定要作好。4.土 工 试 验 规 程SD 128-87说 明 书粗粒土的土样制备说明书粗粒土相对密度试验说明书粗粒土击实试验说明书粗粒土渗透试验说明书无粘性土扰动试样渗透变形及反滤层试验说明书粗粒土固结试验说明书粗粒土直接剪切试验说明书粗粒土三轴剪切试验说明书粗粒土多级加荷三轴剪切试验说明书粗粒土的土样制备说明书一、概 述 粗粒土土样制备的目的，是为了使各项试验所用的土样制备有统一的程序，并提供具有同一级配或要求级配的试样进行各单项试验。为了便于叙述，本规程将粗粒

57、土分为粘性粗粒土和无粘性粗粒土两大类。二、试样级配的选择 级配是影响粗粒土工程特性的重要因素。就同一地区同一类的土料而言，尽管成因相同，级配组成也会有所变化。在挖填方工程中，土料级配也常会发生很大变化，尤以风化料更甚。由于级配变化，其工程特性随之也不同。因此，在进行试验时，应按料场或天然地基的自然级配，或模拟工程实际情况合理地选择试样级配，以使试验成果具有代表性。 目前各单位所采用的级配类型有二：即天然级配和人工级配。天然级配是根据天然料场或天然地基的天然级配制备试样，进行各项物理力学性试验。并按此来确定各项指标的范围及其采用值。由于这种方法具有真实性和代表性，故为多数单位所采用。但该法的缺点

58、是工作量太大，按所做一组大型试验，要花较多的人力、物力和时间。因此，就出现了用人工级配来代替天然级配，以便通过少量试验而获得代表性成果。人工级配，是根据料场或实际填料试验所得级配成果，按统计方法整理而得出的级配，随统计方法不同有多种型式。如长江水利水电科学研究院，建议采用土料方量百分率级配曲线的方法进行统计1，得出典型级配，包括上包线级配、下包线级配和平均级配；又如石头河工程指挥部试验室，则根据多组级配曲线的外包轮廓线作出，以最细者为上包线，最粗者为下包线、各组算术平均为平均级配2。外包级配是控制料场的极端情况，多用作验证性或探索性试验的依据，平均级配曲线系代表料场的平均级配情况，大多数都用作

59、进行物理力学性质试验的依据。对于级配变化较大的土料，如风化料，则不能固定在某一级配情况下试验，必须在一定范围内进行研究。此外，尚有采用小值平均级配与考虑强度或渗透变形特征进行配置，级配的其他方法3、4、5。 总之，试样级配选择是一个复杂的问题，实际选用时，必须以反映客观实际情况为原则，防止由于试样级配选择不当而影响试验成果的可靠性。三、超粒径颗粒的处理 用原级配土料进行试验是最理想的。但由于仪器尺寸的限制，有时不得不对土料中某些超过仪器允许粒径的颗粒（即超粒径颗粒）进行处理。粒等量替代超粒径颗粒，这样虽可较好地保持粗粒的粗度和骨架作用，但增大了粗粒的均匀性；另一种方法是以允许的最大粒径至5mm

60、颗粒按比例替代超径颗粒，这样既保持了粗粒的骨架作用，又能保持粗粒级配的连续性和近似性。 3相似级配法 系根据确定的允许最大粒径按几何相似等比例将原土样粒径缩小，则颗分曲线平移后，仍保持与原级配曲线相似，故C、Cc可保持不变，但细粒含量有所增加。因此，本法只是几何尺寸相似，还不能全面地模拟原样的性质。理想的模拟材料是：材料的级配、颗粒形状、颗粒本身的强度、颗粒表面的粗糙度等等，均应与原材料相似。但这种条件是难以满足的。采用相似级配法应注意的是颗粒级配曲线的平移，不应使其中的细粒的含量增大到影响原级配试样的力学性质。一般来讲，细粒含量不大于153O，对力学性质的影响是明显的。 相似级配法在国外应用