粉質(zhì)土特性試驗(yàn)研究范文

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《武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)》2014年第十一期

1粉質(zhì)土特性綜合測(cè)試分析

1.1土工試驗(yàn)成果分析1）強(qiáng)度指標(biāo)試驗(yàn)通過(guò)室內(nèi)剪切試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在豎向壓力作用下粉質(zhì)土較之黏性土易于排水固結(jié)、強(qiáng)度提高較快，盡管粉質(zhì)土與砂土有著相似的破壞應(yīng)力水平和整體應(yīng)力發(fā)展趨勢(shì)，但粉質(zhì)土的體積收縮性顯著高于砂土的體積收縮性．通過(guò)剔除異常值，強(qiáng)度指標(biāo)變異系數(shù)較小，一般不超過(guò)0．25，表明強(qiáng)度指標(biāo)具有較好的統(tǒng)計(jì)特性，地基土層性質(zhì)較為均勻，具有良好的沉積特征和成層性，粉質(zhì)土強(qiáng)度指標(biāo)取用標(biāo)準(zhǔn)值，見(jiàn)表1．2）變形指標(biāo)試驗(yàn)．土層變形指標(biāo)變異系數(shù)一般不超過(guò)0．21，地基土層性質(zhì)較為均勻，粉質(zhì)土變形指標(biāo)取用平均值，見(jiàn)表2．粉質(zhì)土壓縮系數(shù)處于0．13～0．32之間，屬中等壓縮性土．由考慮應(yīng)力歷史的粉質(zhì)土e－lgp試驗(yàn)及表2可知，在初始階段，當(dāng)壓力小于前期固結(jié)壓力時(shí)，曲線斜率相對(duì)平緩；壓力超過(guò)超過(guò)某一值（前期固結(jié)壓力）后，曲線變陡，Q3粉質(zhì)土要陡于Q4粉質(zhì)土；回彈再壓縮曲線明顯緩于初始?jí)嚎s曲線，回彈變形遠(yuǎn)小于壓縮變形，回填變形不到壓縮變形的1／10。

1.2標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果分析根據(jù)文獻(xiàn)［6］，粉質(zhì)土層標(biāo)貫擊數(shù)變異系數(shù)較小，一般不超過(guò)0．26，表明標(biāo)貫擊數(shù)具有較好的統(tǒng)計(jì)特性，標(biāo)貫擊數(shù)取用標(biāo)準(zhǔn)值，標(biāo)貫擊數(shù)按《工程地質(zhì)手冊(cè)》換算承載力，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)粉質(zhì)土層標(biāo)貫擊數(shù)及換算承載力見(jiàn)表3．根據(jù)對(duì)試驗(yàn)測(cè)試的163組壓縮模量與標(biāo)貫擊數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)擬和分析，各粉質(zhì)土地基壓縮模量與標(biāo)貫擊數(shù)具有良好的相關(guān)性，隨著標(biāo)貫擊數(shù)增加，壓縮模量相應(yīng)增大，呈線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0．98，見(jiàn)圖1，粉質(zhì)土壓縮模量與標(biāo)貫擊數(shù)相關(guān)公式為：Es＝0．26N＋3．13．

1.3靜力觸探試驗(yàn)成果分析

粉質(zhì)土層靜力觸探值變異系數(shù)較小，一般不超過(guò)0．3，取用粉質(zhì)土層靜力觸探標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表4．由表4可知，對(duì)粉質(zhì)黏土層，單橋探頭的比貫入阻力（Ps）與雙橋探頭的錐尖阻力（qc）相比，比值為1．1～1．3，與規(guī)范的經(jīng)驗(yàn)值1．1較為吻合［7］，說(shuō)明規(guī)范公式對(duì)粉質(zhì)黏土是適用的；對(duì)粉土層，二者比值則為2．0～2．1，可取粉土層二者比值為2．0．2．4載荷試驗(yàn)成果分析許昌表層粉土代表性載荷試驗(yàn)曲線見(jiàn)圖2，圖上沒(méi)有明顯的第一拐點(diǎn)和第二拐點(diǎn)，經(jīng)雙曲線擬合相關(guān)系數(shù)較高，計(jì)算得到載荷試驗(yàn)參數(shù)：承載力σo＝130kPa，極限承載力pu＝625kPa，變形模量Eo＝4．05MPa，壓縮模量Es＝5．42MPa，基床系數(shù)Ksa＝5．00MPa／m，基準(zhǔn)基床系數(shù)K1＝16．39MPa／m．壓縮模量Es約為變形模量E0的1．3倍，和粉土經(jīng)驗(yàn)取值約1．2較為接近，驗(yàn)證了經(jīng)驗(yàn)方法也適合于該粉質(zhì)土層．許昌表層粉土層載荷試驗(yàn)測(cè)得的承載力為130kPa，靜力觸探法測(cè)得的粉土地基承載力為136kPa，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)測(cè)定的粉土地基承載力為120kPa，三者基本相同，均能很好地反映土體承載特性，故表層粉土承載力取130kPa。駐馬店表層粉質(zhì)粘土代表性載荷試驗(yàn)曲線見(jiàn)圖3，圖上沒(méi)有明顯的第一拐點(diǎn)和第二拐點(diǎn)，經(jīng)雙曲線擬合相關(guān)系數(shù)較高，計(jì)算得到載荷試驗(yàn)參數(shù)：承載力σo＝220kPa，極限承載力pu＝963kPa，變形模量E0＝17．62MPa，壓縮模量Es＝28．28MPa，基床系數(shù)Ksa＝22．57MPa／m，基準(zhǔn)基床系數(shù)K1＝74．03MPa／m．壓縮模量Es約為變形模量E0的1．6倍，和粉質(zhì)黏土經(jīng)驗(yàn)取值約1．7較為接近，驗(yàn)證了經(jīng)驗(yàn)方法也適合于該粉質(zhì)土層．駐馬店表層粉質(zhì)黏土載荷試驗(yàn)測(cè)得的承載力為220kPa，靜力觸探法測(cè)得的粉土地基承載力為207kPa，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)測(cè)定的粉土地基承載力為165kPa，前二者較為接近，均能較好地反映土體承載特性，而標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)換算承載力與之相差較大、不宜采用，故表層粉質(zhì)黏土承載力取220kPa．載荷試驗(yàn)是確定承載力最準(zhǔn)確直觀的方法，但技術(shù)要求高、耗資大、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，靜力觸探法作為簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)而快速的方法，建議在沒(méi)有載荷試驗(yàn)或者少量載荷試驗(yàn)的情況下，可多采用靜力觸探法確定粉質(zhì)土地基承載力，使得載荷試驗(yàn)與靜力觸探法互為對(duì)比和補(bǔ)充．

2結(jié)論

1）土體工程地質(zhì)特性測(cè)試是工程建設(shè)的基礎(chǔ)工作，通過(guò)取樣土工試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)等綜合勘探測(cè)試和對(duì)比驗(yàn)證，準(zhǔn)確獲取了粉質(zhì)土特性參數(shù)．2）粉質(zhì)土地基壓縮模量與標(biāo)貫擊數(shù)具有良好的相關(guān)性，相關(guān)公式為：Es＝0．26N＋3．13．3）對(duì)于粉質(zhì)黏土層，單橋靜力觸探的貫入阻力與雙橋靜力觸探的錐尖阻力比值與規(guī)范的經(jīng)驗(yàn)值1．1較為吻合；對(duì)于粉土層，二者比值則為2．0．4）與載荷試驗(yàn)結(jié)果相比，粉土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)換算承載力與之基本吻合、可作為參考，而粉質(zhì)黏土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)換算承載力與之相差較大、不宜采用．5）許昌表層粉土層及駐馬店表層粉質(zhì)黏土層載荷試驗(yàn)測(cè)得的承載力與靜力觸探法測(cè)試值基本相同，能較好地反映土體承載特性．載荷試驗(yàn)耗費(fèi)大，在沒(méi)有載荷試驗(yàn)或者少量載荷試驗(yàn)的情況下，可多采用靜力觸探法確定粉質(zhì)土地基承載力，使得載荷試驗(yàn)與靜力觸探法互為對(duì)比和補(bǔ)充．

作者：陳遠(yuǎn)洪單位：中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司