飽和黏性土抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)方法_圖文

1、 430 巖 土 工 程 學(xué) 報(bào) 2015 年 2 工程應(yīng)用的幾個(gè)問題 上面所談的問題主要是地基土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方 法和模擬工程實(shí)際的認(rèn)識(shí)。作為地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)8采用 的設(shè)計(jì)參數(shù)，應(yīng)考慮房屋結(jié)構(gòu)建造和使用過程中地基 基礎(chǔ)的可能最不利工況的安全性控制，例如工程勘察 時(shí)判定的地下水位及其浮動(dòng)范圍在未來使用期間的變 化，特別對(duì)于場(chǎng)地排水條件及地下管線滲漏對(duì)地基土 承載特性和變形特性的影響，非飽和土的試驗(yàn)結(jié)果在 使用過程中是否可能變成飽和土的可能性；地下水位 升高對(duì)地基土變形的影響等問題。對(duì)于工程設(shè)計(jì)采用 的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)采用工程最不利工況的實(shí)際應(yīng)力狀 態(tài)和應(yīng)力路徑，通過試驗(yàn)取得。 2.1 地基承載力設(shè)計(jì)

2、采用的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 地基承載力計(jì)算，在大多數(shù)工程是對(duì)地基的加載 過程，某些工程（例如純地下工程）地基土可能處于 卸荷狀態(tài)。 在地基承載力設(shè)計(jì)中采用的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)， 應(yīng)視房屋地基使用中可能達(dá)到的最大基底壓力與實(shí)際 土層地基土的應(yīng)力、固結(jié)狀態(tài)，采用不同的抗剪強(qiáng)度 指標(biāo)分析計(jì)算。房屋地基使用中可能達(dá)到的最大基底 壓力若小于土體的前期固結(jié)壓力（例如純地下工程） ， 應(yīng)采用小于等于土樣前期固結(jié)壓力段的抗剪強(qiáng)度指 標(biāo)；若大于土體的前期固結(jié)壓力，應(yīng)采用大于等于土 樣前期固結(jié)壓力段的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。房屋地基土的最 終固結(jié)完成，需 58 年時(shí)間，對(duì)于飽和黏性土來說， 排水條件更差，所以工程采用自重壓力預(yù)固結(jié)的不固

3、 結(jié)不排水剪抗剪強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行地基承載力設(shè)計(jì)認(rèn)為是 合理且安全的。 2.2 基坑工程設(shè)計(jì)采用的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 基坑工程控制工況大部分是土體卸荷情況下的穩(wěn) 定性問題，即在天然土體在原始應(yīng)力和固結(jié)狀態(tài)下開 挖基坑土體卸載情況下的作用和抗力進(jìn)行的穩(wěn)定性計(jì) 算。其采用的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)屬于卸荷應(yīng)力路徑的指 標(biāo)?；娱_挖的被動(dòng)區(qū)的抗力計(jì)算，應(yīng)采用卸荷段的 抗剪強(qiáng)度指標(biāo) （主要上覆壓力減少） ， 其應(yīng)力的范圍應(yīng) 在小于前期固結(jié)壓力的應(yīng)力段；基坑開挖的主動(dòng)區(qū)的 作用計(jì)算，應(yīng)采用卸荷段的抗剪強(qiáng)度（主要周圍壓力 減少） ，其應(yīng)力的范圍也在小于前期固結(jié)壓力的應(yīng)力 段。 對(duì)于飽和黏性土地基的基坑工程設(shè)計(jì)采用的抗剪 強(qiáng)度指

4、標(biāo)，亦應(yīng)采用自重壓力下預(yù)固結(jié)的不固結(jié)不排 水剪切試驗(yàn)得到的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，與地基承載力設(shè)計(jì) 采用指標(biāo)的不同在于應(yīng)力路徑和固結(jié)狀態(tài)不同。 2.3 不考慮土的應(yīng)力歷史試驗(yàn)資料整理的工程問題 工程設(shè)計(jì)采用的地基土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)考慮所設(shè) 計(jì)工程問題的土體應(yīng)力狀態(tài)和使用指標(biāo)的安全性9。 土體應(yīng)力狀態(tài)主要指地基工作是加荷還是卸荷，而采 用相應(yīng)應(yīng)力段的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；使用指標(biāo)的安全性是 指所采用抗剪強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)應(yīng)的土體固結(jié)排水條件。 目前土工試驗(yàn)的試驗(yàn)條件及資料整理并未與實(shí)際 工程工況相對(duì)應(yīng)，主要問題在于： （ 1） 試驗(yàn)采用土樣在未確定地基土的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力條 件和固結(jié)狀態(tài)，一律按正常固結(jié)土直接在假定的固結(jié) 壓力進(jìn)行

5、剪切，測(cè)定的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)未考慮實(shí)際工程 的應(yīng)用范圍； （ 2） 試驗(yàn)資料整理未區(qū)分實(shí)際土層在工程使用的 不同應(yīng)力段的指標(biāo)差異，按統(tǒng)一的統(tǒng)計(jì)回歸方法得到 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，使得測(cè)定的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)在實(shí)際工程 設(shè)計(jì)中采用的抗剪強(qiáng)度在卸荷段偏高，而在加荷段偏 低。 這些問題對(duì)于飽和黏性土地基，使得基坑工程采 用的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)不符合設(shè)計(jì)工況要求，影響了工程 設(shè)計(jì)的安全性，應(yīng)加以改進(jìn)。 3 對(duì)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法的建議 上述問題的討論，主要針對(duì)飽和黏性土地基，其 實(shí)對(duì)于所有工程地基土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)及其抗剪強(qiáng)度 指標(biāo)的使用，其概念是一樣的，以此提出針對(duì)目前巖 土工程抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法的建議。 （ 1） 現(xiàn)場(chǎng)取得的不擾

6、動(dòng)土樣， 在試驗(yàn)室進(jìn)行抗剪 強(qiáng)度試驗(yàn)，應(yīng)進(jìn)行測(cè)定土樣原始狀態(tài)參數(shù)的試驗(yàn)，包 括 K0、前期固結(jié)壓力等，剪切試驗(yàn)開始前應(yīng)使土樣在 原始應(yīng)力狀態(tài)預(yù)固結(jié)。 （ 2） 應(yīng)針對(duì)實(shí)際工程問題需要， 進(jìn)行土樣的剪切 試驗(yàn)。其中對(duì)于基坑工程設(shè)計(jì)其試驗(yàn)壓力選擇應(yīng)包括 自重壓力下預(yù)固結(jié)的不固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)，剪切時(shí) 的上覆壓力或圍壓在小于自重上覆壓力的點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少 于 3 點(diǎn)。對(duì)于地基承載力設(shè)計(jì)其試驗(yàn)壓力選擇應(yīng)包括 自重壓力下預(yù)固結(jié)的不固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)，剪切的 上覆壓力或圍壓在大于自重上覆壓力的點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于 3 點(diǎn)。 （ 3） 試驗(yàn)結(jié)果資料整理應(yīng)區(qū)分不同壓力段分別進(jìn) 行統(tǒng)計(jì)分析，即小于前期固結(jié)壓力的壓力段和大于前 期固結(jié)壓力的壓力段分別整理。 參考文獻(xiàn)： 1 斯科特 C R. 土力學(xué)及基礎(chǔ)工程M. 錢家歡, 等譯. 北京: 水利電力出版社, 1983. (SCOTT C R. An instruction to soil mechanics and f