岩土工程勘察中土工试验中常见问题与处理建议

引言

土工试验通过测试岩土样品物理力学性质，获取工程设计所需参数。这些参数是确定地基承载力、计算沉降量的重要依据。随着工程向复杂地质条件拓展，试验难度与精度要求提升，但当前试验仍存在诸多问题，影响勘察结论可靠性。

一、土工试验的概述

土工试验是岩土工程勘察领域的基础工作，通过对野外采集的岩土样品进行系统测试，获取反映其物理、力学及化学特性的各项参数。其核心目的是揭示岩土体的本质属性，为工程设计、施工方案制定及安全评估提供科学依据。试验涵盖多个关键项目，物理性质测试包括含水率、密度、孔隙比等指标，用于判断土的基本状态；力学性能测试涉及抗剪强度、压缩性、渗透性等，直接关系到地基稳定性和沉降计算；特殊土还需进行针对性测试，以明确其特殊工程性质。作为连接野外勘察与工程应用的桥梁，土工试验结果的准确性直接影响工程决策质量。精准的试验数据能帮助设计人员合理确定地基处理方式、计算结构荷载，有效规避工程风险；反之，若试验存在偏差，可能导致设计不合理，引发地基失稳、沉降超标等安全问题。

二、土工试验常见问题及成因

2.1 样品采集与制备问题

样品扰动是主要问题。钻探取样时机械振动、压力变化会破坏土样结构。取土器选用不当或钻进速度过快，会导致土样挤压变形，改变天然孔隙比和含水率等指标。样品保存不当也较常见。采集后未及时密封保湿，运输中因温湿度变化，土样会失水或吸水，影响天然含水率。砂类土还可能出现颗粒流失，导致级配试验结果不准。制备过程操作不规范同样影响结果。分样时未均匀取样，或切削试样时刀具扰动结构，会使试验样品缺乏代表性。取土部位集中在样品边缘，可能因风干导致含水率偏低，影响液塑限测试。

2.2 仪器设备与校准问题

仪器精度不足影响测试结果。部分实验室使用老旧设备，测试数据误差较大。设备功能退化，无法满足试验精度要求，导致参数测试不准确。设备校准不及时是普遍现象。土工试验仪器需定期校准，但部分实验室校准周期过长或项目不全，使仪器处于超差状态，影响试验结果可靠性。仪器选型不当也会带来问题。不同土类需匹配特定仪器，选型错误会导致测试结果偏差。

2.3 试验操作问题

试验方法选择错误较常见。未根据土类特性选用合适标准，会导致测试结果失真。对特殊土采用常规方法，无法准确获取其特性参数。操作步骤不规范影响试验精度。固结试验中未按要求预压或加载速率过快，土样排水不充分，导致压缩量偏小。直剪试验中剪切速率控制不当，会使土样产生超孔隙水压力，影响抗剪强度测试。颗粒分析试验中筛析法与比重计法衔接不当，会导致级配曲线失真。

人员技能不足是关键因素。操作人员对试验原理理解不深，可能在试验中出现错误操作。

2.4 数据处理与成果分析问题

数据记录不完整导致溯源困难。试验原始记录缺少关键信息，无法追溯试验过程，难以验证结果准确性。关键环节信息缺失，影响数据的可靠性和可追溯性。数据处理方法错误影响成果精度。采用不当经验公式或随意处理异常值，会导致成果精度混乱，无法准确反映岩土体特性。计算过程不规范，使参数计算结果偏离实际。成果与地质条件不符是重要问题。试验结果未结合现场地质现象验证，直接用于设计可能埋下安全隐患。

三、土工试验问题处理建议

3.1 规范样品采集与制备

尽量减少扰动。合理使用取土器，控制钻速，防止冲振，取土器入井后下放缓慢，刃口垂直进入土层，取样后封口，避免发生扰动。一是原状土样及时正确封装于专门的保温箱，控制温度、湿度，快速运送。二是易扰动土样的土水比在室内进行测定。三是土样的标准化制备。土样的分样要采用一定的制样方法，以保证土样的均匀；取土刀、切土机等制刀对土样的扰动及影响，要采用合适的工具；切削制备好的试样要尽快进行试验，制样以后的暂时存储中要注意土样的保湿。

3.2 强化仪器设备管理与校准

在做好仪器的配置、仪器的更新上下功夫。高精度的仪器，按照试验项目的需要全部配备好，以达到试验精度标准要求。超期服役的仪器要坚决淘汰，及时进行常用仪器检定，对不合格的仪器及时更换。严格仪器的标校制度。建立仪器档案，制定年度仪器标校计划，交专门的机构进行重要参数标校，合格之后可以使用，在正常使用前进行自检。通过仪器的选择科学的选用试验仪器。对土的分类和所具有的特点进行选配，这样得到的检测结果比较准确。有些试验要用的仪器是对特殊土做的，对于这类土就要对它们配置专用仪器，用一般性的仪器是不行的。

3.3 提升试验操作规范性与人员素养

编发标准操作规程是基础，根据不同试验编制操作规程表，重点和注意事项；特殊试验单独编制规程，另加原理介绍，要求规范操作。加强人员培训是关键，定期集中开展技能训练，主要内容试验规范和仪器的操作等，训练后进行考核方可进行操作；积极参加比对试验，通过比对试验结果分析来提高操作水平，对不合格人员还要进行补训。加强质量控制，重视质量追溯是关键。各试验要做到责权利挂钩，试验记录均需有签字并注明日期，试验中重点记录影像资料，定期抽查试验质量情况，并做质量问题案例剖析，以避免该问题再次发生。

3.4 优化数据处理与成果验证

原始记录和数据保存规范化。统一原始记录表（表中包含全部要素信息，内容记录准确清楚）。采用电子化档案保存（将电子原始记录关联到试件试验报告中去），实现数据可追溯性，保存年限符合规定。试验数据处理科学化。按标准规定进行计算，确保全部参数计算准确。试验数据异常时，追试验过程，确认无问题后进行处理并说明原因，确保全部试验数据的准确性。要加强成果与地质条件适应性。对试验成果，结合现场物探和物探钻孔验证，让室内试验成果与原位测试结果合理匹配，对矛盾数据重新进行试验或补充测试，验证成果的合理性。其次，要建立数据复核制度，专人负责对计算过程和成果报告的复核，并重点检查参数取值与地质条件之间的相互关系。定期进行成果回头看，对施工过程反馈的施工情况进行验证，从工程施工过程中反馈验证试验数据的合理性，形成“试验 - 应用 - 反馈 - 优化”的过程管理循环，不断改进土工试验成果的可靠性和可应用性。

结论

土工试验作为岩土工程勘察的核心技术环节，其质量直接关乎工程设计的科学性与安全性。当前试验中存在的样品扰动、仪器失准、操作不规范及数据处理疏漏等问题，需通过全流程管控加以解决。通过规范样品采集与制备、强化仪器校准管理、提升人员专业素养、优化数据处理与成果验证机制，可显著提升试验精度。未来，随着智能化测试技术的发展，应进一步推动试验流程标准化与信息化，建立 “采样 - 测试 - 分析” 一体化质量体系。唯有持续完善土工试验技术与管理模式，才能为岩土工程建设提供可靠的数据支撑，助力行业实现安全、高效、可持续发展。

参考文献：

[1] 李柏松 . 岩土工程勘察中土工试验中常见问题与处理建议 [J]. 新疆有色金属 ,2025,48(04):25-26.DOI:10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2025.04.013.

[2] 杨超荣 . 岩土工程勘察土工试验中的常见问题剖析与处理方法探讨 [J].居舍 ,2019,(23):187.