【正文】 較之顆粒尺寸對(duì)于控制著土的工程 性質(zhì)更優(yōu)越。 一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)在土分類(lèi)以及理解過(guò)程中經(jīng)常被低估，該參數(shù)就是滲透系數(shù)K。檢查土的顆粒級(jí)配將間接說(shuō)明土的滲透系數(shù)的大小。假如可能，為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)土體的排水特性，三軸單元試驗(yàn)將采用無(wú)擾動(dòng)原狀土樣或高質(zhì)量土樣進(jìn)行試驗(yàn)。 低可塑性的中等滲透性含礫粘土 (K大約在 105到 107米 .秒范圍內(nèi) )能經(jīng)常通過(guò)不同排水條件進(jìn)行“模擬”。其必須在取樣區(qū)域安裝排水邊界以及水坑邊界或借用鉆孔以減少土樣的含水量。因此，由于含水量的小量減少，工程性質(zhì)復(fù)雜的冰漬土也能當(dāng)作合適的工程填土加以應(yīng)用。 土工試驗(yàn) 由于室內(nèi)試驗(yàn)的許多 規(guī)定使其被建議用作土的最后試驗(yàn)。土的工程參數(shù)列于表 ，該表源于國(guó)家檔案登記處 2021 年 3 月版的道路施工規(guī)范。其中包含以下內(nèi)容： ◆ 含水量 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 ◆ 顆粒級(jí)配 ◆ 塑 限 ◆ 加州承載比 ◆ 密實(shí)度（最優(yōu)含水量） ◆ 重塑土不排水抗剪強(qiáng)度 當(dāng)進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)，大量的關(guān)鍵因素應(yīng)該被考慮。 ◆ 密實(shí)度 .加州承載比 .MCV 試驗(yàn)土樣小于 20mm。 ◆ 含水量測(cè)試試樣應(yīng)小于 20mm 以提供真實(shí)有效的對(duì)比。 ◆ 壓縮時(shí)孔隙壓力未加以考慮可能導(dǎo)致室內(nèi)與實(shí)際存在相當(dāng)大的差異。 ◆ 土樣測(cè)試的準(zhǔn)備方法必須被明確規(guī)定，而且試驗(yàn)應(yīng)在指定 試驗(yàn)室進(jìn)行。 進(jìn)行含礫粘土的含水量測(cè)試時(shí)必須非常小心謹(jǐn)慎。理想地說(shuō)，土的含水量應(yīng)與其粒徑有關(guān)，而且還有相應(yīng)的級(jí)配分析曲線，雖然該曲線不是具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 在大部分情況下，含水量被應(yīng)用于密實(shí)度被認(rèn)為是提供了關(guān)于建立含礫粘土適用性特征的最好方法。由于含水量能在開(kāi)挖后快速評(píng)價(jià)土體的適用性，故強(qiáng)烈建議在取樣孔中對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。因此，含水量刻度能夠在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不同含水量增量情況下被采用。土樣擾動(dòng)常發(fā)生在搬運(yùn)過(guò)程中，這將對(duì)含水量的結(jié)果產(chǎn)生重大的影響。 地質(zhì)科學(xué)研究所在進(jìn)行低可塑性含礫粘土含水量測(cè)定時(shí)已經(jīng)土樣含水量由于時(shí)間 的推移（ 2 到 7 天）存在巨大的差異。許多上述低可塑性含礫粘土表現(xiàn)出與時(shí)間相關(guān)的含水量變化特性。其變化值主要由于土樣取樣時(shí)的排水條件，土樣運(yùn)移以及其體積的膨脹與土中水的遷移將導(dǎo)致土樣破壞或者強(qiáng)度下降。 以上資料對(duì)于設(shè)計(jì)者以及土方工程承包商來(lái)說(shuō)都很重要，因?yàn)檫M(jìn)行上述規(guī)定的測(cè)試時(shí)它提供了設(shè)計(jì)者以及土方工程承包商理解土體特性的機(jī)會(huì)。它能說(shuō)明在某些情況下先進(jìn)行排水的所存在的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于混合土來(lái)說(shuō)，對(duì)土方工程進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)加快排水工程非常有必要。 含礫粘土的加州承載比測(cè)試也需要非常小心謹(jǐn)慎，尤其是開(kāi)展測(cè)試前所采用的準(zhǔn)備工作。設(shè) 計(jì)工程師必須意識(shí)到這一點(diǎn)，因?yàn)闇?zhǔn)備工作的誤差將導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的明顯不同。經(jīng)驗(yàn)表明，采用 或 4 公斤的錘進(jìn)行含礫粘土的靜態(tài)擊實(shí)將導(dǎo)致超高的孔隙壓力，因此將導(dǎo)致加州承載比值變低。被擊實(shí)含礫粘土的硬化相當(dāng)重要，因?yàn)橥恋挠不瘜⑹箍紫端畨毫οⅰ? 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 土的工程分類(lèi) 依照英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)道路施工規(guī)范，一般的粘性填土分類(lèi)如表 如下所示： ◆ 2A 濕粘性填土 ◆ 2B 干粘性填土 ◆ 2C 含石粘性填土 ◆ 2D 粉質(zhì)粘性填土 首先按可接受性進(jìn)行提供土樣特性，然后設(shè)計(jì)工程師在實(shí)驗(yàn)室分類(lèi)以及工程性質(zhì)測(cè)試基礎(chǔ)進(jìn)行決定土工程分類(lèi)的上下限。愛(ài)爾蘭含礫粘 土基本上都屬于 2C含石粘性填土。 道路施工規(guī)范 612 條列出了擊實(shí)方法。兩種現(xiàn)有的規(guī)程： ◆ 原狀土樣擊實(shí) ◆ 重塑土樣擊實(shí) 重塑土樣擊實(shí)被認(rèn)為最實(shí)用，特別是在土方工程合同初期階段良好的擊實(shí)控制數(shù)據(jù)可被利用。檢驗(yàn)擊實(shí)質(zhì)量時(shí)，最小干密度對(duì)于合同承包商來(lái)說(shuō)是最有用的。一旦土樣被認(rèn)可或滿足工程分類(lèi)要求，然后原位密度才能進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)土樣中含石量較低時(shí)，通常采用核子測(cè)定儀或換砂試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定。 當(dāng)布置或擊實(shí)回填土?xí)r，原位干密度能夠得到檢驗(yàn)，不夠密實(shí)的地方能夠被快速識(shí)別并進(jìn)行擊實(shí)。該過(guò)程要求設(shè)計(jì)工程師評(píng)價(jià)擊實(shí)試驗(yàn)區(qū)域的總體密度 并估計(jì)現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)的“理論密度”。 土工地基勘察方法的補(bǔ)充 傳統(tǒng)的勘察方法與規(guī)程已在第二部分進(jìn)行詳細(xì)介紹。接下來(lái)講述的是有助于道路工程的地基勘察工作方法的幾個(gè)例子： ◆ 地基勘察工作分階段進(jìn)行，特別是室內(nèi)測(cè)試 ◆ 開(kāi)挖 amp。深取樣孔取樣 ◆ 使用噴氣或聚合物膠質(zhì)體技術(shù)的大直徑高質(zhì)量回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) ◆ 對(duì)可能適合挖方的土樣進(jìn)行小范圍擊實(shí)試驗(yàn) 分段勘察 對(duì)于許多大型工程來(lái)說(shuō)，地基勘察工作應(yīng)分階段進(jìn)行已經(jīng)被提倡許多年了；特別室道路工程更應(yīng)如此。因?yàn)榈缆饭こ痰拇罅繋r土工程方面數(shù)據(jù)可在短期內(nèi)即西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 可使用。大部分的大型地基勘察工程都很 少花時(shí)間對(duì)最初成果進(jìn)行“消化”和回顧，而且也很少對(duì)勘察方法的適用性進(jìn)行重新評(píng)價(jià)。 對(duì)于土的室內(nèi)測(cè)試，經(jīng)常準(zhǔn)備大量的測(cè)試計(jì)劃，而在最后試驗(yàn)過(guò)程中這些計(jì)劃并未被加以采用。在許多情況下，計(jì)劃通常都是由經(jīng)驗(yàn)少的工程師來(lái)準(zhǔn)備，而經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)并未包括所準(zhǔn)備的計(jì)劃。 土的工程特性測(cè)試不但價(jià)格昂貴而且歷時(shí)長(zhǎng)（等同于加州承載比的 5 個(gè)點(diǎn)的測(cè)試 amp。每個(gè)點(diǎn)的含水量測(cè)試超過(guò)兩個(gè)星期）。當(dāng)土的分類(lèi)測(cè)試（含水量、顆粒級(jí)配分析以及阿太堡界限）完成后，才能對(duì)巖土數(shù)據(jù)以及工程特性測(cè)試計(jì)劃進(jìn)行進(jìn)一步的分析。假如在取樣期間完成了含水量的 測(cè)試，那么接下來(lái)就能立刻獲得土的適用性評(píng)價(jià)。 深取樣孔 通常都認(rèn)為深取樣孔的開(kāi)挖既麻煩又困難，因此設(shè)計(jì)工程師們都認(rèn)為該法不夠恰當(dāng)。采用臺(tái)階式技術(shù)以及水泵抽取地下水在含礫粘土中開(kāi)挖 12 米深的深取樣孔是可行的。 最近幾年，地質(zhì)科學(xué)研究所已經(jīng)在好幾個(gè)大型道路地基勘察工程中開(kāi)挖了12 米深的深取樣孔。來(lái)源于這些深取樣孔的寶貴數(shù)據(jù)使工程師們對(duì)土的性質(zhì)有了更進(jìn)一步的了解。 專(zhuān)家們都建議在靜壓法取樣和回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)后進(jìn)行深取樣孔的開(kāi)挖，所開(kāi)挖區(qū)域的地下水狀況將對(duì)深取樣孔開(kāi)挖的可行性起到?jīng)Q定作用。立管以及壓力計(jì)的安裝對(duì)地下水 狀況的了解將起到重大的幫助作用，因而這就是為何把這項(xiàng)工作放在地基勘察過(guò)程的后面的緣由。 大量有代表性的土樣能夠被獲得（使用地溝箱）以及對(duì)區(qū)域抽樣進(jìn)行原位剪切強(qiáng)度測(cè)試。通過(guò)對(duì)附近取樣孔的立管或壓力計(jì)測(cè)試結(jié)果的比較，取樣孔壁的穩(wěn)定性和地下水狀況可以被確定。如果取樣孔深度達(dá)到驚人的 500 米時(shí)，三個(gè)取樣孔的費(fèi)用已經(jīng)無(wú)法估價(jià)，還有挖出的土石需要進(jìn)行小范圍的擊實(shí)試驗(yàn)。 從價(jià)值工程的觀點(diǎn)來(lái)看，開(kāi)挖以及開(kāi)挖的復(fù)原的費(fèi)用可以很容易計(jì)算出來(lái)，一個(gè)臨時(shí)的金額被分配并用于開(kāi)挖以及開(kāi)挖的復(fù)原。 高質(zhì)量的大直徑回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) 該系統(tǒng)要 求使用噴氣或聚合物膠質(zhì)體技術(shù)的大直徑回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)。用三層取心筒在超載積土層中鉆進(jìn)時(shí)，可循環(huán)材料被裝在塑料芯襯墊中。 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 低可塑性含礫粘土中的巖芯萃取率相當(dāng)好（典型的超過(guò) 90%）。巖芯萃取率越高，那么有關(guān)工程地質(zhì)的記錄越詳細(xì)，越有利于室內(nèi)試驗(yàn)的試樣采集。 在冰堆丘地區(qū)，例如在 Cavan 和 Monaghan 地區(qū)，地質(zhì)科學(xué)研究所發(fā)現(xiàn)聚合物膠質(zhì)體技術(shù)的大直徑高質(zhì)量回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)已經(jīng)成功地在該地區(qū)非常堅(jiān)硬的含礫粘土中進(jìn)行深部取樣（靜壓法取樣和取樣孔在該地區(qū)均失?。?。原位測(cè)試（十字板，標(biāo)準(zhǔn)貫入等）能在鉆孔內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)并獲得不同地平線 下強(qiáng)度與承載力的關(guān)系。 使用上述系統(tǒng)，大直徑回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的費(fèi)用比傳統(tǒng)的高質(zhì)量鉆進(jìn)要高出 50%到60%，但又從價(jià)值工程的角度出發(fā)，由于該法所獲得的巖土信息質(zhì)量相當(dāng)高，所以更值得采用。 小范圍擊實(shí)試驗(yàn) 在地基勘察過(guò)程中特別是主要取樣剪切區(qū)域?yàn)椤斑吔邕m應(yīng)”土?xí)r，小范圍擊實(shí)試驗(yàn)被強(qiáng)烈建議采用。加上實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的確認(rèn)，設(shè)計(jì)者能更使土方工程的設(shè)計(jì)更貼近現(xiàn)實(shí)，同時(shí)為甲方單位節(jié)省相當(dāng)可觀的費(fèi)用。 擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)芴峁┮韵沦Y料： ◆ 場(chǎng)地實(shí)際密度，重塑土剪切強(qiáng)度以及加州承載比 ◆ 最佳土層厚度以及碾壓次數(shù) ◆ 擊實(shí)過(guò)程中土的靈敏度（靜態(tài)與動(dòng)態(tài) ） ◆ 檢查車(chē)輛通行能力與車(chē)轍等級(jí) 計(jì)劃場(chǎng)地內(nèi)測(cè)試墊板的典型尺寸大致為 20 10 米，厚度可達(dá) 米。選擇的場(chǎng)地應(yīng)該在取樣剪切區(qū)域或取土坑附近而且有足夠的空間用來(lái)堆放材料。正常情況下，土方機(jī)械需要履帶式開(kāi)挖機(jī)（ CAT320 或其他型號(hào)）， 25 噸運(yùn)輸車(chē)， D6型推土機(jī)以及牽引式或機(jī)動(dòng)式碾壓機(jī)。 由于核子測(cè)定儀能快速測(cè)定含水量，干密度以及容重，因此建議用該儀器測(cè)定擊實(shí)回填土的原位密度測(cè)試。它能夠獲得一大套有關(guān)擊實(shí)回填土的數(shù)據(jù)并能對(duì)擊實(shí)度，土層厚度和碾壓次數(shù)之間關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)。擾動(dòng)或未擾動(dòng)擊實(shí)回填土樣能夠進(jìn)行室內(nèi)測(cè)試并確認(rèn) 其場(chǎng)地測(cè)得數(shù)據(jù)（特別是含水量）。根據(jù)地質(zhì)科學(xué)研究所的經(jīng)驗(yàn)，如果計(jì)劃的好，那么小范圍擊實(shí)試驗(yàn)只需兩個(gè)工作日既能完成。 地基勘察設(shè)計(jì)的監(jiān)督 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 地基勘察承包商與咨詢(xún)工程師之間的密切聯(lián)系與相互尊重對(duì)于大型道路勘察設(shè)計(jì)的成功相當(dāng)重要。一位高級(jí)巖土工作者來(lái)自上述成員之一能做到以上兩點(diǎn)，從而導(dǎo)致地基勘察的方向與范圍被轉(zhuǎn)變位考慮區(qū)域地層和地基條件。 大型地基勘察設(shè)計(jì)的特征表明獲得數(shù)據(jù)過(guò)程中雙方良好的交流與適應(yīng)非常重要?，F(xiàn)場(chǎng)條件會(huì)隨時(shí)發(fā)生變化，因而想達(dá)到勘察方法與工序兩者之間的妥協(xié)是不可取的。 從監(jiān)督方面來(lái)看 (包括地基勘察 承包商與咨詢(xún)工程師 )，為了反對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘察工作重復(fù)，工作重點(diǎn)應(yīng)放在現(xiàn)場(chǎng)巖土工程師或工程地質(zhì)工作者的水平上。 巖土認(rèn)證 英國(guó)交通部在 1992 年準(zhǔn)備了一份有關(guān)高速公路設(shè)計(jì)方案的文件 (HD22/92)。該文件指出了地基勘察的設(shè)計(jì)與報(bào)告以及土方工程施工過(guò)程中必須使用的工序與認(rèn)證文件。 道路工程設(shè)計(jì)方案包括運(yùn)土方案或復(fù)雜巖土特性必須被設(shè)計(jì)組織 — 咨詢(xún)工程師或代理權(quán)威認(rèn)證。巖土工作的專(zhuān)業(yè)責(zé)任由設(shè)計(jì)組織負(fù)責(zé)。 對(duì)于這一設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)組織必須任命一位特許工程師，而該工程師為具有豐富經(jīng)驗(yàn)的巖土工程師。他 (她 )職務(wù)是巖土聯(lián)絡(luò)工程 師，主要工作是負(fù)責(zé)包括工序陳述的準(zhǔn)備、報(bào)告以及認(rèn)證所有巖土事務(wù)。 HD22/92 的 節(jié)提到“地基勘察工作完工后，設(shè)計(jì)組織應(yīng)該提交一份包括所有事實(shí)記錄、專(zhuān)業(yè)承包商的測(cè)試結(jié)果、承包商或設(shè)計(jì)組織的解釋報(bào)告的詳細(xì)報(bào)告與認(rèn)證”。設(shè)計(jì)組織應(yīng)該準(zhǔn)備一份土方工程設(shè)計(jì)報(bào)告，該報(bào)告為解釋設(shè)計(jì)方有關(guān)場(chǎng)地勘察數(shù)據(jù)以及土方工程設(shè)計(jì)的詳細(xì)報(bào)告。 項(xiàng)目管理人與巖土聯(lián)絡(luò)工程師的聯(lián)絡(luò)程度和密切性將很大程度上取決于方案的特性以及勘察于設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的巖土復(fù)雜性。 土方工程完工后，要求設(shè)計(jì)組織準(zhǔn)備一份巖土反饋報(bào)告。該報(bào)告主要陳述土方工程施 工中遇到的巖土問(wèn)題以及正確的處理方法或措施。設(shè)計(jì)組織準(zhǔn)備認(rèn)證施工中采取的巖土方法 (例如邊坡失穩(wěn)，巖溶特征，采空區(qū)，地基改良系統(tǒng)等 )。 結(jié)論 ◆ 為確保道路 NDP 巖土勘察工作能被滿意執(zhí)行，地基勘察承包商與咨詢(xún)工程師之間密切合作是必需的。 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 ◆ 許多土在篩選及設(shè)計(jì)階段被輕易篩除。希望本文中列舉的建議方法能給道路地基勘察設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行范圍與界限等設(shè)計(jì)時(shí)提供幫助。 ◆ 結(jié)合現(xiàn)代化儀器設(shè)備，土方工程施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)變的非常簡(jiǎn)單?？紫端畨毫Γ瑱M向與豎向移動(dòng)能被容易的測(cè)得并為土的工程特性提供重要的反饋信息。 ◆ 地基勘察工作應(yīng)分段進(jìn)行，特別是室內(nèi)試驗(yàn)更為重要，其能對(duì)各參數(shù)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。 ◆ 由于工程垃圾許可執(zhí)照批準(zhǔn)條件變得嚴(yán)格，“取樣孔邊界”土的處理將變得越來(lái)越困難而且費(fèi)用也越來(lái)越高。英國(guó)地基回填稅的出現(xiàn)使得土方工程中對(duì)各種土樣進(jìn)行徹底檢驗(yàn)以加大其利用程度。對(duì)于愛(ài)爾蘭的巖土工程師與土木工程師來(lái)說(shuō)，它提供了類(lèi)似的動(dòng)機(jī)與挑戰(zhàn)。 ◆ 同英國(guó)國(guó)家檔案登記處的地基勘察與土方工程處理方法相比，認(rèn)證方法應(yīng)該在工程中加以考慮。 [1] Philip Jodidio, Contemporary European Architecture, Taschen, Koln, [2] Ann Breen amp。 Dick Rigby, Waterfronts, McGrawHill, Inc. New York, 1994, [3] Ann Breen amp。 Dick Rigby, The New Waterfront, Thames and Hudson, London, 1996, [4] Ann Breen amp。 Dick Rigby, The New Waterfront, Thames and Hudson, London, 1996, [5] Robert Holden, International Landscape Design, Laurence King Publishing, London, 1996, [6] A new concept in refrigerant control for heat pumps ,IIR Conference Paper,Cleveland,1996 [7] Carrier CorporationCatalog 523 848, 1997 [8] Waste Heat Management Handbook, National Bureau of Standardc Handbook 121, Publication PB 264959, February,1997 [9]Ten design principles for air to air heat pumps,Allen Trask,A