土工试验在矿山岩土工程勘察中的应用

土工试验在矿山岩土工程勘察中的应用

潘怡华

广东机电职业技术学院  广东省广州市  510000

摘要：土工试验是矿山岩土工程勘察的重要部分，是更合理评价矿山岩土工程地质条件的基础。基于此，本文详细论述了矿山岩土工程勘察土工试验中的问题及解决方案。

关键词：矿山岩土工程；土工试验；问题；解决方案

土工试验数据是岩土工程施工方案设计及具体施工方法的重要内容，所以如何提高试验结果不仅是试验研究领域的一项关键任务，也是项目施工成本控制不可或缺的一部分。

一、土工试验概述

在矿山岩土工程勘察中，土工试验是一个重要的组成部分，其结果将直接影响矿山岩土工程勘察质量。在开展土工试验时，主要采用室内试验，将野外岩土工程勘察结果与土工试验结果相结合，收集相关数据，实现理论与实践相结合，进行定性定量分析，确保结果的合理性和准确性。在土工试验结果支撑下，可明确勘察中的问题，并采取有效措施加以修正，从而提高相关数据的真实性和可靠性。目前，土工试验广泛应用于工程地基和工程填埋中，通过对数据的综合分析，能为工程施工提供可靠的参数，提高工程建设的稳定性水平。

二、土工试验的价值

在矿山岩土工程施工前，对土工环境进行全面勘察十分必要，勘察工作不仅包括地势、地貌和地质结构分析，还包括详细的土工地质信息检测，其中，通过土工试验获取岩土性质、岩性构成、地质承载力等数据。作为详细地质数据的主要来源，其对后续开采项目施工具有指导性作用，对整个项目的开展发挥着重要影响。土工试验数据的准确性关系到工程施工中质量控制的重点设置，这需对土工试验布局进行合理、科学的规划与设计，并全面实施计划。

此外，岩土勘察中检测指标相对较多，这也是为实际施工提供可靠依据的重要基础。然而，由于矿山地质结构相对复杂，给土工试验带来了一定困难，这也导致试验在具体实施中出现了一些问题，致使最终数据与实际数值存在偏差。因此，研究土工试验中的问题非常必要。

三、矿山岩土工程勘察土工试验中的指标及问题

1、饱和状态的基准含义和影响因素。在土工试验中，土壤饱和是指当土壤在较自然状态下，土壤中水的体积与土壤空隙体积之比。根据饱和度，土壤一般分为三种状态：若饱和度在0～0.5之间，包括0.5，则为轻度湿的状态；若饱和度在0.5～0.8之间，包括0.8，则为潮湿的状态；若饱和度在0.8～1之间，包括1，则为相对饱和状态。通常，土壤中的饱和度小于1，但也会有个例出现，如大于1的情况。

影响饱和度因素有含水量、颗粒密度、天然密度。从试验分析可看出，有机质对土壤的因素大，若土壤中缺乏有机物，其颗粒不会发生很大变化，对饱和度的相应影响也很小，影响几乎可忽略不计。在土工试验中，最易引起变化的因素是含水量，其在很大程度上影响土壤性质。此外，含水量的变化由许多因素造成，如取样不合理、土样的均匀性、土样的储存时间等。

2、回弹指数指标。在矿山工程项目实际施工中，回弹试验是一个重要环节。回弹试验能模拟项目的项目，对矿山工程施工项目质量和安全具有重要意义。先模拟挖土深度图层的荷载，测试自重压力，然后将土层恢复到原有状态的应力情况进行模拟，再卸载，由于卸载压力与挖掘土层重量相同，因此可通过分级加荷获得附加压力和自重压力总和。

土层的受荷应变由两部分因素组成，即塑性、弹性应变。塑性、弹性应变间存在很大差异，卸荷后无法恢复，而弹性应变卸载后可恢复。因此，在回弹试验后，土壤受到荷载的部分土样能回弹，但不能回弹到原始状态。

四、基本注意事项及影响因素

1、基本放线阶段注意事项。在土工试验中，需注意的是，若土壤饱和度大于1，即占比超过100%，则应重新规范化测定含水率。在试验操作中，应注意以下方面：①试验前，土壤选择较重要，不仅要考虑土层选择的均匀、土层软硬度，还要考虑土样基本颜色等。应从多角度全面了解土层物理和化学性质，以使所选土样具有充分的代表性；②选择土样时，应选择专门的规范工具进行切割，并严格遵循相应的切割方法，避免工具和土样间的空隙。

2、取样时需注意问题。取样时，应分析和模拟土质具体情况，若土样受到基础化的扰动，将导致基本固结应力发生变化，从而使土样基本应力发生变化。在具体操作中，为最大程度地保持土样原状，需严格选择固定值型号进行试验操作，以减少运行中的振动现象。使用环刀仪器操作时，刀法应做到直下、直上，用力保持均匀，选择土质均匀的土壤。试验时，可根据土层实际特点和工程实际情况增加荷载。最后，需根据现场各种资料和数据分析、讨论、总结。

五、矿山岩土工程勘察土工试验中问题的解决方案

1、土壤差异性。在整个项目施工中，影响总体试验结果的重要因素之一是土质的差异性。土质不同于其他试验样品，具有特殊性的特点和独特的性质。

在根据基本标准进行土层试验时，试验操作人员需对实际情况进行理论性分析。操作人员需以认真细致的态度操作试验，在试验手段上严格规范试验步骤，试验结束后及时总结，分析讨论客观科学的试验数据，确保试验结果的真实性和科学性。每次土工试验后，应根据实际试验情况再次进行综合性分析比较，充分考虑不同性质地质，降低意外的发生。

2、样品制作问题。在制作基础性样品时，有两个基本问题需高度注意。①最重要的是土质取样，基本原则是选择均匀土质。引起土质变化的因素是土层深度，所以为充分了解土层样品特点及性质，要按土层顺序依次分析，从上到下进行分析。特别是对两个相连接的土层，应选择最精准的土壤质量；②当使用一些直立装置设备进行取样时，在选择样品时应强调样品的代表性，以避免一些渗透或密度情况。在集中选择土样时，需明确选择上层、中层和下层，不能仅选择单一部分作为基本样品。

3、设备问题。在矿山岩土工程勘察的土工试验中，设备的一系列问题较重要，直接影响试验结果的准确性。但当前，设备仍存在一些老化问题，虽已多次提出，但尚未彻底解决。需高度重视设备的老化问题，定期对设备进行维修检测，并指派专人对设备进行保养，以确保设备的正常运转。及时淘汰一些不能满足土工试验要求的设备，更换先进设备，避免影响土工试验进程。相关部门需充分关注设备问题，并投入一定的设备维护保养资金，以确保土工试验的顺利高效进行。

4、操作人员的基本素养。操作人员在土工试验中发挥着重要作用，这一点不容忽视。矿山岩土工程勘察的土工试验是一项相对严谨的工作，与其他工作不同，对操作人员要求更高。不仅操作人员需有很强的专业技能，还需有坚实的理论基础。

因此，相关部门需加强对操作人员的知识、技能培训，以确保操作人员能满足土工试验工作要求，确保操作人员严格按相关标准及规定试验，确保试验过程的规范性和试验结果的精准性。

此外，由于土工试验工作是一项相对枯燥乏味的工作，一些操作人员可能会对试验产生消极或懈怠的心理，可使用激励机制来奖励在土工试验操作中认真、负责和细心的人员，引起其他操作人员思想上的共鸣，从而使土工试验更加高效，为矿山工程施工项目的顺利实施提供有力的数据支撑。

总之，土工试验在矿山岩土工程勘察设计中起着重要作用，是矿山工程施工的基础工作，其勘测结果意义重大。对此，在实际矿山岩土工程勘察的土工试验中，要对常见问题进行综合分析考虑，根据实际情况，坚持具体问题具体分析，采取多种方法与手段，最大程度保证土工试验所有数据的真实性、科学性、精准性。

参考文献：

[1]李晨.矿山岩土工程勘察中的土工试验问题研究[J].世界有色金属,2021(20):225-226.