互層狀土的土質工程特征研討范文

本站小編為你精心準備了互層狀土的土質工程特征研討參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

水理性質

互層狀土層的水理性質主要表現為垂直向滲透性受粘性土層的控制，滲透性為中等，滲透系數比純粘性土略大，而水平向滲透性則受砂性土層及其厚度的影響，滲透性較強，滲透系數較大，更接近于砂性土層。如本研究所選的互層狀土層的垂直向滲透系數為7.9×10-7cm/s，比淤泥質土略大，而水平向滲透系數則為1.2×10-5cm/s，遠大于淤泥質土的2.14×10-7cm/s，更加接近粉砂層1.0×10-5cm/s的經驗值。另外，由于互層狀土層為層狀構造，相間土層顆粒粒徑相差懸殊，在同等條件下互層狀土層更容易發生接觸流失或接觸沖刷。

互層狀土層的工程評價

1承載力和穩定性

基于上述互層狀土層的物理、力學特性，基本可以確定互層狀土層中的粗粒土對其物理、力學性質有較大改善，抗剪強度有所提高，且由于互層狀土層特有的層狀構造近似于復合地基，其承載力和穩定性比單一均質的粘性軟土層均有較大提高。根據《港口工程地質勘察規范》（JTJ240—97）的查表法求得上述3種土層的天然地基容許承載力分別為：互層狀土層90kPa；淤泥質土層65kPa；粉砂層150kPa。由于構成互層狀土層的粘性軟土層為軟塑狀的軟弱土層，在水平剪切力作用下極易發生滑移，是潛在的軟弱滑動面，而地基穩定性大多受抗剪強度較低的軟弱面控制，在有水平剪切力作用的條件下互層狀土層的穩定性反而相對較差。

2變形沉降

互層狀土層的壓縮模量接近于均質淤泥質土層的2倍，但遠小于均質砂性土層，說明在各種環境因素相同的條件下，互層狀土層的變形沉降量約為均質淤泥質土層的1/2，但遠大于均質砂性土層。這是由于本案例中互層狀土層的層厚比接近1:1，若層厚比發生變化，其實際沉降量也會相應變化，其總體沉降量基本介于砂性土層與淤泥質土層之間，主要受淤泥質土層的控制。總之，互層狀土層的承載力、穩定性和變形沉降均優于構成互層狀土層的均質粘性軟土層，承載力基本介于粘性軟土層與砂性土層之間，變形沉降和穩定性主要受粘性軟土層的控制，各項指標更接近粘性軟土層。

3室內試驗指標的代表性

3.1試樣的選取

本案例中所有的討論和判斷均是基于對互層狀土層室內土工試驗指標和原位測試數據的統計分析，有關互層狀土層的室內土工試驗，原則上要求對構成互層狀土的2種土層分別進行，然而在實際工作中當2種土層厚度均很小時，很難做到既不擾動又能準確地剝離，實際上分層試驗的操作很難實現。另外，過細的分層試驗會造成試驗指標的離散，而實際上互層狀土層的總體指標受主要土層的控制，更加接近于2種土層的綜合體，所以分層試驗是不可取的。在實際工作中，通常將互層狀土層視為均質單一的土層進行試驗，只是要根據實際情況在指標統計中進行修正和取舍，實踐證明該方法在實際工程中比較可行的，經濟上也比較合理。

3.2抗剪強度試驗的方法

互層狀土層特有的層狀構造決定了其具有水平方向各向同性和垂直方向各向異性的特點，互層狀土層的抗剪強度試驗常采用直接剪切試驗、三軸剪切試驗和無側限旁壓試驗等方法。直接剪切試驗的剪切面比較固定，由于互層狀土層存在垂直異向性，往往對于同一組試樣剪切面有時位于砂性土硬層中，有時位于粘性土軟層中，這樣勢必加大試驗數據的離散性。另外，由于受直接剪切試驗條件所限，剪切過程中很難控制試樣的排水，而砂性土的排水速度往往很快，所以在互層狀土的直接剪切試驗中，其后2個試樣往往因荷重增大，試樣排水速度偏快，土層的固結程度提高，試樣的抗剪強度偏大，表現在抗剪強度與垂直壓力關系圖中，就是后2個點上揚，內摩擦角增大。這種情況是由試驗方法造成的，往往與實際情況不符。而三軸剪切試驗和無側限旁壓試驗的剪切面不是人為固定的，而是沿著最軟弱面破壞，前述提及互層狀土的地基承載力和穩定性大多受制于抗剪強度較低的軟弱面，這2種試驗方法更加接近實際情況，試驗數據也更合理，因此，在條件允許的情況下，互層狀土層的抗剪強度試驗盡量推薦采用三軸剪切試驗或無側限旁壓試驗。互層狀土層剪切試驗中土樣的切割示意，見圖2。

3.3室內試驗指標代表性的評價

目前關于互層狀土層物理、力學特性的認識基本是基于野外鉆孔勘探、原位測試和室內土工試驗等常規手段，由于受現場條件、土層埋深、勘察孔徑等的局限，基本上是以單個孔或單個點的土樣代表附近一定區域和一定厚度范圍內的土層，探槽、探坑等特別方法并不常用于進行更大范圍、更全面的勘察。如果在某鉆孔孔徑范圍內所取土樣的構造反映為互層狀土層，而在更廣闊的范圍內薄層、夾層卻并不連續，而是間斷的、呈斑狀或透鏡狀的，這樣就會造成認知上的偏差，在工程實際中容易造成理論與實際不符的現象。當砂性土層不連續成層狀分布時，雖然室內土工試驗得出的互層狀土層水平向的滲透系數很大，但由于在較大范圍內砂性土層不連續、滲透路徑不暢，整個土層的水平向滲透系數未必會很大，在地基處理或沉降計算中，如果只根據單個鉆孔的室內試驗指標確定土層的固結時間，可能會遠小于實際需要的固結時間，卸載時土層可能尚未達到預期的固結度，地基的實際強度可能遠小于設計強度，這就會給工程建設帶來隱患甚至危害。同理當粘性土層不連續時，雖然室內土工試驗結果顯示互層狀土層強度偏低，但由于在較大范圍內粘性土層的不連續，砂性土層所占比例增大，土層總體強度有所提高，又會增加不必要的地基處理費用。

結語

綜上所述，互層狀土層和軟土、黃土等一樣屬于性質比較特殊的土層，雖然其分布范圍有限，但在港口工程建設領域非常有必要厘清某些針對互層狀土層性質不正確或不徹底的認識，有利于避免由于互層狀土層給港口工程建設帶來一些不利影響，更好地發揮其能夠為我所用的某些優勢。

作者：趙居代康鴻儒單位：中交第一航務工程勘察設計院有限公司