土饱和度超过100%的原因及避免、修正

2021年1月24日发(作者：胡然)
土饱和度超过
100%
的原因及避免、修正

摘要
:
饱和度是反映土孔隙中充水程度的一项指标
,
理论值最大为
100%,
但在 土工试验中
,
会出现超过
100%
的不合理现象。本文从含水
量、密 度等几方面阐述了其形成原因、避免及修正办法
,
使饱和度趋
于合理化和保证土工试验 成果的精度。

关键词
:
饱和度
100%

原因


避免


修正

在解决 与各类工程建筑有关的地质问题时
,
必须了解岩土的工程
地质性质
,
土的工程地质性质包括土的物理、水理及力学性质
,
其中物
理性质是表明土物理状态的 的某些性质
,
用土的基本物理指标来表示
,
这些指标
,
有的 直接测定
,
有的通过计算求得
,
其中可直接测定的有含
水量、密度、 比重
,
通过计算求得的为干密度、孔隙比、孔隙率、饱
和度。土为三相体
:< br>固相土粒、水、空气
,
为了便于研究
,
常理想地将实
际交错混 杂在一起的三相集中为三部分来讨论土的物理性质
,
物理指
标的定义及计算公式是在假 定均质土模型基础上建立的
,
但实际天然
土层多非均质土
,
使得原状 土物理性质指标不配套
,
试验成果间不合理
,
饱和度大于
100％就是其中一种不合理的现象
,
饱和度该现象尤其多
为淤泥、地下水位以下的土< br>,
这与饱和度的概念矛盾
,
必须分析其原因
,
并加以避免,
提高试验成果的可靠性。

1

研究饱和度这一基本物理性质指标的意义

饱和度是指土的孔隙中所含水的体积与孔隙 体积之比值
,
以百分
数表示
,
即
Sr=(Vw/Vv)×< br>100%,
其可以按式子
Sr=(W×
G)/e
计算求得
(< br>式
中
W
为含水量
;G
为比重
;e
为孔隙比< br>)
。

含水量仅表明土的孔隙中含水的绝对数值
,
不能表示土 中水的相
对含量即土中孔隙被水充满的程度
,
而饱和度能反映土体充水的状态
,
说明土的孔隙中水的充填程度
,
当土的孔隙全部为水充填时
,
饱和 度等
于
100%,
理论上不得超过
100%
。

粘 性土主要含结合水
,
由于水膜厚度变化使土体会发生膨胀、收
缩、改变土中孔隙的体积
,
所以粘性土通常不用饱和度来评价其含水
程度及强度关系
,
用土稠 度指标评述其状态
,
但饱和度为确定砂土承载
力不可缺少的参数
,
其 主要用于评述砂类土含水状态。

饱和度是否超过
100%
可以反映出土工试 验中多项指标的合理性
问题
,
是成果的一项衡量指标
,
是报告整理中 考虑的一项很重要因素。


2

饱和度大于
100%
的原因

饱和度失真的原因有的属于土样客观存 在
,
有的是人为造成
,
如土
层不均匀
;
取土器和筒 壁的挤压、扰动
(
取样要从经济、技术两方面考
虑
,
在合适的地层、 取土器允许条件下使用薄壁取土器
,
一般采取高质
量土样的薄壁取土器其技术参数面积 比
Ca≤10%;
而厚壁取土器
Ca
可
达
30%);
取样不标准
;
土样在运输、存放和试验上不当等等。

据
Sr计算公式可知其失真原因与指标测定有关系
,
有以下几方
面。

(1)
含水量原因。

由于土样不均匀
,
含水量试样代表性 差
,
不能代表土体的平均含水
量
,
尤其是不能代表密度试验土样平均 含水量
;
烘土温度过高对粘性土
和含有机质土影响较为显著
,
土颗粒 的强结合水析出
,
有机质损失
,
使
含水量试验成果增大。含水量是影 响指标中最不稳定的
,
不同的土含
水量就可能不一样
,
影响成果的准 确度
,
需要试验人员结合实际情况
,
克服不利因素
,
测出土 的比较准确、合理的含水量。对原因细加分析
如下。

①如为较均匀的粉土、砂性土< br>,
由于土样运输之中的振动
,
使得土
样重力水在重力的作用下集中,
在取含水量时
,
如取到多水的部分则易
形成
Sr
超过
100%
。

②含水量试验
,
是用两盒取土
,结果有时超差较大
,
如是大平均或
为工程保守取用的较大含水量
,
则易形成
Sr
超出
100%
。

③如为不均匀的粉
p(3)
比重原因。

比重也是影响饱和度的一个原因
,
其包括两方面。

①如比重是根据 液塑限、粘粒按地区经验确定
,
在审看报告时要
注意液塑限、粘粒的真实、合理性。< br>