阐释孔隙岩土工程勘察中取样策略对土体孔隙比影响

论文导读：tituteLTD.)Intheprocessofgeotechnicalinvestigation，takingundisturbedsoilsamplefrommainbearingsoilisobligatoryprocess,isalsodefiniteprescriptionincompulsoryprovisionsofthenationrelevantcode,itsimportanceisobvious.Thequantityofsamplinginfieldisgoodorbadta
[摘要] 在岩土工程勘察活动中，对主要受力土层采取原状土样是必须的过程，也是国家有关规范强制性条文中的明确规定，其重要性可见一斑。野外取土质量的好坏直接影响勘察数据的可靠性。目前，取样方法有探井取样和钻孔取样，在实际工作中，这两种方法不同程度被采用。但这两种方法所采取的土样在室内试验做出的数据有何差异，差异的显著程度如何，笔者利用多年参与工程所搜集的资料针对上述问题展开讨论,同时用概率论中参数假设检验理论对两组数据进行差异显著性检验。最后得出有关结论供岩土工程勘察界技术人员参考，探讨。
[关键词] 孔隙比；原状土样；取样方法；影响；讨论

Research on that way of sampling Affect soil hole ratio
in the Process of Geotechnical investigation
Li Yongjiang
(Yin Chuan Architecture Design & Research Institute LTD.)
[Abstrct] In the process of geotechnical investigation，taking undisturbed soil sample from main bearing soil is obligatory process ,is also definite prescription in compulsory provisions of the nation relevant code, its importance is obvious.The quantity of sampling in field is good or bad takes the direct influence to dependability of investigation data.At present,way of sampling are from exploratory pit and bore hole ,in the actual work ,these two kinds of method show degree of being adopted.But difference of experiment data in the room is what ,degree of difference is how ,the writer will discuss above problem by data collected in engineering oneself for many years,and at the same time verifying these two groups of data ‘s obviousness in difference by parameter supposing verifying theory of probability theory.Finally get the relevant conclusion for engineer in geotechnical investigation to refer and discuss.
[Key words] hole ratio；undisturbed soil sample；way of sampling；affection ; discussion
1.前言
土体孔隙比是岩土勘察工程中常用的指标之

一、它的大小直接反映土的松密程度，它的物理意义为：

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　e=VV/VS=土中孔隙体积/土粒体积。
它的计算公式为：e=–1
其中： ds ——土粒比重； ρw——4°C时水的密度
ρ——土体天然密度；ω——土体天然含水量
由上式可以看出，ρ、ds 、ω三个实测指标直接影响土体孔隙比的大小。由于土粒比重、天然含水量试验选取的是扰动土样，取样方法对试验结果影响较小，只要保证室内试验严格按规程要求进行，所得试验结果能够较真实的反映土体的物理状态。对于天然密度试验而言，试验土样必论文导读：1～22为探井土样孔隙比值，序号23～44为钻孔土样孔隙比值。本次共采用44组原状土样的孔隙比值进行对比，其中，探井土样22组，钻孔土样22组（见表1），孔隙比指标来源于笔者多年参与工程所搜集的资料。试验土层岩性为粉土，勘察场区该岩性分布稳定，土体孔隙比指标可以做为同一单元体进行对比。表1土体孔隙比指标为
须保持土体的原始结构及原始状态，而土体结构是否保持完好，又直接与野外取样、运输、室内试验各环节密切相关，在运输条件、试验条件相同的情况下，本人仅就取样方法对土体原始结构及孔隙比指标的影响做一阐述。

2.取土方法对土体结构及孔隙比的影响

岩土工程勘察，不论是初勘还是详勘，都要采取一定数量的、质量等级不同的土样，扰动土样的采取比较简单，除满足重量要求外，有时还需保持土体的天然湿度。原状土样的采取难度较大，它除了满足重量要求外，还必须保持土体的原始结构不被破坏。原状土样采取有两种方法[3]，一种是在开挖的探井中人工采取土样，该方法对土体结构的影响非常轻微，所取土样能很好地保持土体的天然结构，室内试验所得土体物理、力学指标具有较高的可靠性，土体孔隙比指标准确、可靠。另外一种是钻机机械采取，该方法尽管有施工效率高、不受地下水位影响等优点，但其最大缺点是采取土样时对土体有夯实作用。土体结构被破坏，在同等试验条件下，土体天然密度指标较探井土样明显偏小。尽管技术人员对钻探工艺、取土器类型做过许多改进，但到目前为止没有哪种机械取样工艺能彻底消除取样对土体结构的影响。

3.两种取样方法土体孔隙比值对比

表1中序号1～22为探井土样孔隙比值，序号23～44为钻孔土样孔隙比值。
本次共采用44组原状土样的孔隙比值进行对比，其中，探井土样22组，钻孔土样22组（见表1），孔隙比指标来源于笔者多年参与工程所搜集的资料。试验土层岩性为粉土，勘察场区该岩性分布稳定，土体孔隙比指标可以做为同一单元体进行对比。
表1 土体孔隙比指标

为了能对表1中孔隙比指标有一个更直观的认识，现统计如表2。
表2 土体孔隙比值对照表

从表2中，我们可以看出两组孔隙比值有明显差异，这种差异能否被允许在同一单元体中出现，差异的显著程度如何，现用概率论中参数假设检验理论对两组数据进行差异显著性检验。

4.土体孔隙比差异显著性检验

在岩土勘察工程中，多数试验数据的分布规律属于正态分布，孔隙比的波动规律同样遵从正态分布（验检方法略），我们按正态分布对孔隙比指标进行差异显著性检验。

4.1标准差检验：

设总体e探服从正态分布N（a1，σ1 ），总体e钻服从正态分布N（a2，σ2 ），则统计量S21/ S22服从自由度为（n1-1，n2-2）的F分布：F=S21/ S22
S21及 S22分别为两总体的样本方差。
检验假设H： σ1= σ2
σ—标准差
若根据孔隙比值计算得到的F值＞Fα/2，则在显著性水平α下拒绝假设H，即假设σ1= σ2不成立，若计算得到的F值≤Fα/2，则在显著性水平α下接受假设H，即假设σ1= σ2成立。取显著性水平（临界概率）α=0.05，由表1计算得：