土的相关试验

土工试验一般分为室内试验和现场原位测试两部分。

10.3.1.1　室内试验

从现场采集具有代表性的原状或扰动土样，送至试验室进行测试。常规的项目包括以下内容：

（1）土的物理性能试验。包括含水率、密度、颗粒密度（比重）、界限含水率、颗粒分析、渗透、击实等试验。试验成果可分别用于土的工程分类、土的状态判定、渗透计算、填土工程施工方法的选择和质量控制。

（2）砂的相对密度试验。包括砂的最大和最小孔隙比试验，由此确定的砂的相对密实度可作为判断砂疏密状态的指标。

（3）土的变形试验。包括固结、压缩、湿陷性和膨胀性等。这些试验可为设计提供变形参数，即压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数、前期固结压力、固结系数、湿陷系数、自重湿陷系数、膨胀率、膨胀力等。

（4）土的强度试验。包括直接剪切试验、反复直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验等。这些试验可为设计提供抗剪强度指标参数（黏聚力、内摩擦角）、无侧限抗压强度、灵敏度等。用以计算地基、边坡及挡土墙等的稳定性，必要时用以计算地基承载力。

（5）土的化学性试验。包括黏土矿物鉴定、有机质和盐渍土试验等。黏土矿物成分是决定土的物理、化学性质的重要因素；有机质试验可测得土中的有机质含量，供研究其特性或供施工选择土料之用；盐渍土指土中易溶盐含量大于0.3%的土。随着其含量多少和类别的不同，土的物理力学性质将有不同程度的改变，进行盐渍土试验，提供相应的指标，作为地基评价、采取工程措施或选料决策的依据。

本章后面各节仅介绍工程施工阶段需要开展的部分土工试验项目的测试方法。

10.3.1.2　现场原位测试

（1）原位测试就是在土原来所处的位置基本保持土的天然结构、天然含水率以及天然应力状态测定土的性能。它与勘探—取样—室内试验相比，有以下优点：

①可以测定诸如砂土、流动淤泥层、贝壳层、破碎带等采样时不可避免会扰动的土层的工程性质；

②避免采样过程中应力释放的影响；

③原位测试的土体体积比室内试样大，因此代表性也大；

④可缩短勘探周期。

（2）但原位测试也有不足之处，主要表现在以下几个方面：

①各种原位测试都有一定的使用条件，如使用不当则会影响其效果；

②有些原位测试所得参数与土的工程性质的关系往往是建立在统计经验关系上的，难以从理论上解释。

影响原位测试成果的因素较为复杂（如周围的应力场、排水条件等），使得对测定值的准确判定造成一定困难；原位测试中的主应力方向往往与实际工程问题中的主应力方向并不一致。

因此，土的室内试验与原位测试各有其独到之处，在全面研究土的各种性状中，两者不能偏废，应相辅相成。

（3）原位测试的方法繁多，常用的方法有：

①静力载荷试验（简称载荷试验）。包括平板载荷试验、螺旋载荷试验、桩基载荷试验、动载荷试验等。试验成果应用于确定地基承载力、变形模量；预估建筑物沉降量；计算地基土的固结系数、不排水剪的强度；确定单桩（垂直、横向）承载力。本章后面介绍的K30平板载荷试验、Evd动态平板载荷试验均是平板载荷试验的变种。

②静力触探试验。适用于软土、黏性土、砂类土及含少量碎石的土层，常用于划分土层界面、土类定名，确定地基承载力和单桩极限荷载，判别砂土和饱和粉土液化可能性，以及测定地基土的物理力学参数等。

③动力触探试验。适用于黏性土、砂类土和碎石类土。利用动力触探测试资料，可以确定砂土、碎石土密实度及地基土的承载力，评定土的抗剪强度及变形模量等。

④标准贯入试验。适用于一般黏性土、粉性土和砂类土。本试验可判定砂土密实程度或黏性土的塑性状态，判别饱和砂土、粉土的液化等。

⑤十字板剪切试验。适用于测定饱和黏性土的不排水抗剪强度及灵敏度等参数。