对土工试验细粒土颗粒分析粘粒（<0.005mm）测定影响因素分析

    闫建玲

    摘要：土工试验作为为岩土工程勘察、工程设计、工程建设提供有效测试结果的重要手段，其测试结果的准确与否，对工程质量及安全性有着至关重要的影响，特别是细粒土颗粒分析试验中粘粒（<0.005mm）含量在工程勘察及设计中是非常重要的指标，它对场地的液化判定、冻胀、均质坝土料及防渗体土料评价等起着至关重要的作用，因此，找出影响试验结果的因素、影响程度及影响规律，并制定行之有效的措施以达到提高试验结果准确性的目的。

    关键词：土工试验颗粒分析粘粒含量影响因素

    随着与外界交流的增多，我们对所开展土工试验项目中的颗粒分析试验粘粒（<0.005mm）的检测目的及其在工程中的应用有了全新的认识，其界限指标的上下浮动会直接影响评价等级的判定和工程方案的优选，同时，由于颗粒分析试验结果，特别是对粉粒和粘粒的含量受检测人员标准读数产生的误差、检测环境温度、易溶盐含量及洗盐过程等多种因素影响，其结果会有不同的差别。考虑以上原因，我们专门针对细粒土颗分试验工作中粘粒（<0.005mm）的测定进行检测验证工作，力求通过大量试验结果对比，论证影响颗粒分析试验结果的主要因素，并采取相应的措施加以控制，以确保试验结果准确可靠。

    存在的问题

    细粒土颗粒分析试验是检测工作中最常规试验内容，但凡是细粒土，颗粒分析是必做项目。依我们多年从事土工试验的经验，影响细粒土颗分试验工作中粘粒（<0.005mm）测定结果的因素有很多，如：样品的代表性、使用的比重计、量筒、土样中易溶盐的含量、洗盐的过程控制、环境条件、数据处理等，这些诸多影响因素中有些是人为可控制的因素，我们通过强化管理和人员培训，即可有效控制。有些因素虽然知道会影响颗粒分析试验中粘粒（<0.005mm）含量的试验结果，但大多数检测机构因受到试验条件、工作性质、沿袭的习惯等的影响，不能发现影响因素的影响程度及影响规律，为了确保颗粒分析试验结果准确可靠，我们想通过各类试验进行比对，对存在的问题进行认真细致的分析、研究、分类，找出影响颗粒分析试验中粘粒（<0.005mm）含量试验结果的主要因素，并制定行之有效的措施以达到提高试验结果准确性的目的。

    通过对各种影响因素的分析，把影响颗粒分析试验结果的因素进行了分类，具体分类见表1影响《颗粒分析试验结果的因素》及附图：

    制定对策计划

    1、针对非主要影响因素及人为可控因素设计的对策

    统一配制标准样，制备、分取样品时必须将样品充分混合均匀，具有代表性。

    试验前开空调以达到规范要求的温度，并尽量控制、维持一致的环境温度。

    加强检测人员对标准规范的学习培训，提高检测技能，严格按规范要求对搅拌的频率和深度、比重计读数力求一致，并按华岩软件统一处理数据；力求在统一环境条件下，用相同的标准量筒对应相同的样品做，控制环境温度、搅拌深度，按搅拌往返30次/分钟控制进行试验工作，并按华岩软件处理数据。

    2、针对主要影响因素设计的对策

    对易溶盐总量超过0.5%或K20电导率值大于1000us/cm的试验样品按规范要求洗盐，其洗盐方法除按规范要求的方法一洗盐外，又采用了易溶盐测试的洗盐方法二进行洗盐，对比检测结果，力求寻找一种快捷便利又能保证试验精度的洗盐方法。

    对所制备的标准试验样品，统一使用甲种比重计与甲种圆头比重计分别进行测定，对比、分析其试验结果。

    对检测人员检测技能进行验证，即统一制出6组标准样，由不同检测人员进行检测，对检测结果进行分析验证。

    实施过程

    通过上述阶段的分析，针对存在的问题和原因要素，按规范要求对已准备好的样品按要求进行了试验工作。

    1、实施一

    找出不同含盐量的细粒土样共9组样品，分别混合均匀后将每一组样分成两份，分别按日常工作方法洗盐和使用离心方法洗盐，对试验结果进行比对分析，结果为：用离心机洗盐所得颗分结果低于按日常工作方法洗盐试验结果。

    并把这些样品与其他检测机构做了比对试验，发现试验结果粘粒（<0.005mm）含量偏低4.3%，通过沟通，所使用的规范相同、洗盐的程序相同，最大的差别是使用的比重计和试验结果的处理不同。

    通过这组试验我认为易溶盐含量虽是影响颗粒分析试验结果的因素之一，但并非是主因。

    2、实施二

    针对主因使用比重计问题，把年初做的“新疆叶尔羌河中游渠首第三师前海灌渠总干渠配套工程地质勘察”项目送的扰动击实留样中，结合土工试验结果中黏粒在10%、12%、18%、35%左右，盐含量在1%、1.5%、2%、3%、4.5%且不同含盐种类的样找出来，混合均匀后将每一组样品分成两份，一份备用，另一份用水浸泡洗盐，直至洗净为止，准备试验样品至少在20公斤以上以满足使用。

    第一组试验：用未洗盐的6组备用样，每人做2组，每个样按6平行测试颗分试验结果，用甲种圆头比重计做，留作与洗盐后使用甲种圆头比重计测定结果之间差异的对照。第二组试验：按规范要求把洗净盐的六组样品要求全体检测人员均参与试验，每人要求做平行样，分别使用甲种圆头比重计和甲种比重计，配置了标准量筒要求的量筒，用相同的量筒对应相同的样品做，控制环境温度、搅拌深度，按搅拌往返30次/分钟控制进行试验工作，并按华岩软件处理数据。

    结论

    对以上两组试验所得结果按《土工试验规程》SL237-1999附录A中对数据的统计分析，剔除异常值后，以平均值作为每一类试验的结果值，得出了以下几组比对分析结果：

    使用甲种比重计比使用甲种圆头比重计黏粒含量试验结果高3.3%～5.5%，平均4.8%，跟盐含量高低无直接关系。

    使用甲种圆头比重计，用标准规定方法洗盐与用日常工作方法洗盐结果对比，除粉粒试验结果降低外，其他各粒级试验结果均提高，黏粒含量试验结果提高0.3%～4.0%，平均2.2%，试验结果差异跟盐含量高低有直接关系，盐含量较高时，黏粒含量试验结果差值较大。

    使用甲种比重计、甲种圆头比重计不同检测人员之间试验结果比对分析可得：在试验样品充分混合均匀的条件下，用相同的量筒对应相同的样品做，控制环境温度、控制搅拌器搅拌往返30次/分钟、控制搅拌深度，得出相同颗粒分析试样在相对相同的试验条件下由不同的人及相同的人用不同的比重计得出的试验结果无显著差异。

    结语

    通过从检测人员专业操作能力、样品的制备、试验方法、试验仪器、数据处理等方面经过反复探索、试验，论证影响颗粒分析试验结果的因素，我们找出了主要的影响因素，并制定行之有效的措施：①加强标准规范培训，提高检测人员的专业操作能力，规范操作。②确保试验用样品的充分均匀性和代表性。③洗盐的程序结合项目工期、粘粒是否是为界限含量及盐含量的高低，制定针对测试中心工作实际的洗盐作业指导书，以达到满足试验准确度和试验工期的要求。④使用甲种比重计。⑤采购定制标准量筒。⑥严格控制颗粒分析试验过程中悬液温度。⑦运用软件处理试验数据。

    （作者单位：新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司测试中心）