土工试验员培训讲解

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1、,土工试验员培训,土工试验的现状与发展,我国系统地开展土工试验技术工作起源于建国初期，经过半个世纪的努力，我国的土工试验技术达到了一个新的水平；但在工程勘察单位的生产性试验方面，无论设备条件或技术水平以及人员配备，都存在较大的差距。 现状： 1土工试验室是勘察单位的一个部门，与市场没有直接的沟通渠道；缺乏技术发展的市场推动力；留不住人才； 2业务范围窄，单一的室内常规土工试验与水质分析；一般不从事非常规的、研究开发型的试验；一般不从事现场试验与原位测试； 3仪器设备：大多数试验室仍沿用上世纪六、七十年代的土工仪器；80年代初期，先进的数据采集和处理系统开始研发，到了80年代的后期，数据采集和处

2、理系统自动化得到了较大的发展与普及。进入二十一世纪后，全自动气压固结仪在全国占了一定的市场，试验精度更高了，劳动强度降低了，工作效率提升了； 4人员问题：缺乏熟练的试验人员；留不住高学历的人才；试验人员的培训机制不健全；技术水平与人员素质不能适应工程的需求； 发展对策： 1对人员进行技术培训，提高试验技术水平； 2在经济条件改善的基础上添置新的设备； 3逐步扩展业务范围，争取更大的市场份额占有率； 4做好试验室的计量认证工作，为社会出具更加准确、可靠、公正、可信的试验数据。,土工试验的作用,1 土工试验在岩土工程中的地位和作用 随着中国现代化建设事业的飞速发展，对岩土工程测试技术提出新的、更高

3、的要求。如重型厂房、高层、超高层建筑、大型水电枢纽、铁路、公路桥梁与隧道以及民用建筑物的兴建是否经济、合理，大部分取决于岩土的工程 性质。要很好地解决一个岩土工程问题，必须首先进行勘察和测试、试验与分析，并利用土力学、工程 地质学等的理论与方法，对各类土建工程进行系统性研究。因此，土工试验是岩土工程规划设计的前期工作，也是地基与基础设计工作中不可缺少的中心环节。 2 土工试验规划： 针对任务明确试验目的； 采取代表性试样； 试验方法选择； 试样组数应满足规定要求；,3 土工试验项目 土的物理性试验：包括含水量、密度、土粒相对密度、界限含水量、 颗粒分析等 砂土相对密实度试验：包括砂的最大和最小

4、孔隙比试验。 土的变形试验：包括固结、压缩、湿陷和膨胀试验等。 土的强度试验：包括直接剪切、三轴压缩、无侧限抗压强度等 土的动力试验：包括动三轴、动单剪、共振柱等试验 土的流变试验：主要研究土的流变特性和规律，预估它们的蠕变时间； 土的矿化试验：包括有机质、易溶盐等试验以及水、土腐蚀性分析； 冻土试验和岩石试验,4土样的要求和管理,4.1 土样采取的数量 应满足要求进行的试验项目和试验方法的需要；详见附表 4.2 土样的验收与管理 （1）土样到达试验室时，必须附送样单及试验委托书。 送样单内容包括：工程名称、钻孔编号、取土深度、取土日期、水位埋深以及土样描述等； 试验委托书包括：工程名称、试验

5、项目、试验方法及提交成果时间要求等； （2）试验室接收土样时，应按委托书进行验收。 验收内容包括：土样数量、编号是否相符，所送土样是否满足试验项目和试验方法的要求，并进行登记； 登记内容有：工程名称、委托单位、送样日期、试验项目以及需要提交报告的时间等。 （3）土样验收登记后，试验室应及时组织试验工作，土样从取样之日到试验之时不得超过3周； （4）试验结束后，余土应做好贮存工作，保持工程名称及室内土样编号，以备审核成果时使用，保管期限不少于3月； （5）处理余土时应做好环保工作；,土试样质量等级,5 试验方法与仪器设备,5.1试验方法与主要仪器 含水量试验：烘干法-恒温烘箱、电子天平等； 土粒

6、相对密度试验：比重瓶法-比重瓶、恒温水槽、砂浴、天平等； 密度试验：环刀法-环刀、电子天平等 界限含水量试验：液、塑限联合测定法-液塑限联合测定仪； 粘粒含量试验：密度计法-甲种密度计； 砂的相对密实度试验：量筒法与振动锤击法-长颈漏斗，量筒，振动叉，击锤等； 击实试验：轻型击实与重型击实-标准击实仪； 黄土湿陷性试验：双线法-固结仪； 固结试验：固结仪、数据采集仪等； 三轴压缩试验：不固结不排水，固结不排水，固结排水-三轴仪； 直接剪切试验：快剪，固结快剪，慢剪-应变控制式直剪仪； 无侧限抗压强度试验：无侧限压缩仪； 自由膨胀率试验：量土杯，搅拌器，无颈漏斗等； 渗透试验：变水头渗透装置；,

7、5 试验方法与仪器设备,5.2室内土工仪器和要求 （1） 国家标准：所有试验仪器设备都应满足土工仪器的基本参数及通用技术条件 GB/T15406； （2）土工仪器的校准： a 所有土工仪器在使用前应按有关校验规程进行校准； b 仪器中配备有计量标准器具时，应按规定的校验周期送交有计量检定能力的单位检定； (3)不合格仪器及处理方法： a 不合格仪器：已明显损坏、工作不正常、过载或误动作以及超过规定的间隔时间等； b 处理方法： 凡不合格仪器应停止使用，并做出明显标记； 能进行调整或修理的，经仔细检查检定或校准后可重新用； 对不能调整或修复的仪器应及时报废； （4） 仪器设备的管理 建立仪器设备

8、台帐，内容包括：仪器名称、制造厂家、购置日期、保管人等； 编制仪器设备检定周期表，内容包括：仪器设备名称、编号、检定周期、检定单位、最近送检 日期、送检人等； 所有仪器设备应有统一格式的标志： a:标志分“合格”“准用”“停用”三种，分别以绿、黄、红三种颜色表示； b:标志内容：仪器编号、检定结论、检定日期、检定单位； （5） 仪器说明书应妥善保存； （6） 建立仪器档案 其内容有：使用记录、故障及维修情况记录。,6计量认证与试验室管理,6.1计量认证 计量是为实现单位统一、量值准确可靠而进行的科技、法制和管理活动。准确性、一致性、溯源发表主法制性是计量工作的重要特点。 所谓“量值溯源”是指自

9、下而上通过不间断的校准而构成溯源体系；而“量值传递”则是自上而下通过逐级检定而构成检定系统。 计量认证是我国通过计量立法，对凡是为社会出具 公证数据的检验机构进行强制考核的一种手段，也可以说计量认证是具有中国特点的政府对实验室的强制认可。 校准和检定： 在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，与对应的由标准物质所复现的量值之间关系的一组操作，称为校准； （1） 校准的含义： 1在规定的条件下，用一个可参考的标准，对包括参考物质在内的测量器具的特性赋值，并确定其示值误差； 2将测量器具所指示或代表的量值，按照校准链将其溯源到标准所复现的量值；,计量认证与试验室管理,（2）校准的目的：

10、 1确定示值误差，并可确定是否在预期的允许范围内； 2得出标准值偏差的报告值，可高速测量器具或对示值加以修正； 3给任何标尺标记赋值或确定其它特性，或给参考物质特性赋值； 4实现溯源性； （3）检定：是查明确认计量器具是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和出具检定证书。检定具有法制性由下计量检定机构执行。 （4）校准与检定的主要区别： 1校准不具法制性，是企业自愿行为；检定具有法制性，属计量管理范畴的执法行为。 2校准主要确定测量器具的示值误差；检定是对测量器具的计量特性及技术要求的全面评定。 3校准的依据是校准规范、校准方法，可统一规定也可自行制定；检定的依据检定规程。 4校准不判断测

11、量器具合格与否；检定要对所检的测量器具作出合格与否的结论。 5校准结果通常是发校准证书或校准报告；检定结果合格的发检定证书，不合格的发不合格通知书。,计量认证与试验室管理,6.2试验室的管理 试验室的管理是通过质量管理体系的建立和运行来实现的。质量管理体系文件包括：质量管理手册、程序文件以及质量体系运行中产生的各种质量文件。 质量管理手册： 是试验室从事各项质量活动的唯一法规性文件，是质量体系在试验室运行的依据。,质量管理手册包括以下内容： 1 组织与管理 2质量体系的建立 3人员 4试验室设施和环境 5仪器设备的管理 6量值溯源和校准 7试验方法的选用 8试验样品的管理 9试验记录管理 10

12、试验报告 11外部支持服务和供应 12试验的分包 13抱怨的处理,计量认证与试验室管理,程序文件应包括下列内容： 1质量体系文件的控制和维护程序； 2质量体系管理评审程序 ； 3质量体系审核程序； 4保护委托方的机密信息和所有权程序； 5开展新试验项目管理程序； 6允许偏离和纠正程序； 7控制偏离的管理程序； 8试验工作管理程序； 9量值溯源程序； 10仪器设备控制与管理程序； 11仪器设备购置、验收及流转程序； 12培训与考核程序； 13试验环境的建立、维护和管理程序；,14现场试验管理程序、 15试验方法管理程序； 16复验程序； 17抽样程序； 18保护数据完整和安全性管理程序； 19计

13、算机软件管理程序； 20消耗材料的采购、验收和贮存程序； 21样品管理程序； 22记录管理程序； 23档案管理程序； 24试验报告的编制和管理程序； 25试验工作的分包管理程序； 26外部支持服务和供应管理程序； 27抱怨处理程序；,试验数据处理与分析,土工试验数据 试验数据误差 有效数据与计算法则 土工试验中常用单位换算,质量：g, kg 长度：m,1m=100cm 体积：m3 面积：cm2 时间：s 力 ：kN 压力：kpa 温度：t,土工试验中常用单位换算,试验数据误差,观测值与真值之差即为误差； 真值：它是通过完善的或完美无缺的测量，才能获得的值。 测量结果是由测量所得到的赋于被测量的

14、值，是客观存在的量的实际表现，不知道的，需要测定的值； 误差一般分为三类： 1 系统误差 2 偶然误差 3 过失误差,试验数据误差,系统误差 仪器不良，如刻度不准、砝码未校正 ； 试验环境的变化，如温度、压力、湿度的变化； 操作人员的习惯，如从侧面读数； 可以用校正仪器、控制环境和改正不良习惯来消除系统误差。 偶然误差 已消除系统误差，但所测的数据仍在末一位或末二位数字上有差别，称为偶然误差； 偶然误差时大时小，时正时负，方向不一定； 偶然误差产生的原因不清楚，也无法控制； 用同一精度的仪器，在同一条件下，对同一物理量作多次测量，若测量的次数足够多，则可发现偶然误差完全服从统计规律，偶然误差的

15、算术平均值将逐渐接近于零。 人为（过失）误差 完全人为因素造成，如粗枝大叶、过度疲劳或操作不正确； 消除过失误差的方法是提高工作人员的责任感，健全工作制度，加强对数据的审核；,有效数据与计算法则,一、有效数据的概念 对于任何数，包括无限不循环小数和循环小数，截取一定位数后所得的值即是近似数，根据误差公理，测量总是存在误差，测量结果只能是一个接近于真值的估计值，其数字也是近似值。 近似数有效数字的概念就是：当该按近似数从左边的第一个非零数字数字算起，直到最末一位数字为止的所有数字都是有效数字；测量结果的数字，其有效位数代表结果的不确定度。有效位数的不同，它们的测量不确定度也不同，有效位数越多，其

16、不确定度越小； 二、计算法则： 1 记录测量数据时，只保留一位可疑数字； 2 当有效数字位数确定后，其余数字应一律舍去。舍去办法：凡末位有效数字后的第一位数字大于5，在前一位增加1 ，小于5则舍去，等于5 时，如前一位为奇数，则增加1 ，如前一位为偶数则舍去不计。（奇进偶不进） 3 不能连续修约（12.51-15.25-12.2），因为多次连续修约会产生累计不确定度。,土的基本特性及其指标,1 物理性指标： 天然密度、含水量、土粒比重、孔隙比、液性指数、塑性指数、液限、塑限、曲率系数、不均匀系数、相对密度、饱和度、粘粒含量； 2 力学性指标： 2. 1 变形指标： 压缩系数、压缩模量、渗透系数、先期固结压力、压缩指数、回弹指数、回弹模量、湿陷系数、自重湿陷系数、湿陷起始压力、自由膨胀率、收缩系数； 2. 2 强度指标；内摩擦角、粘聚力、无侧限抗压强度、灵敏度 3渗透性指标：渗透系数、固结系数； 4压实性指标：最优含水量、最大干密度； 5化学性指标： 腐蚀性分析,