粉質(zhì)土特性試驗研究范文

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《武漢理工大學(xué)學(xué)報》2014年第十一期

1粉質(zhì)土特性綜合測試分析

1.1土工試驗成果分析1）強度指標(biāo)試驗通過室內(nèi)剪切試驗發(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，但粉質(zhì)土的體積收縮性顯著高于砂土的體積收縮性．通過剔除異常值，強度指標(biāo)變異系數(shù)較小，一般不超過0．25，表明強度指標(biāo)具有較好的統(tǒng)計特性，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)土強度指標(biāo)取用標(biāo)準(zhǔn)值，見表1．2）變形指標(biāo)試驗．土層變形指標(biāo)變異系數(shù)一般不超過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試驗及表2可知，在初始階段，當(dāng)壓力小于前期固結(jié)壓力時，曲線斜率相對平緩；壓力超過超過某一值（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壓縮曲線，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0．26，表明標(biāo)貫擊數(shù)具有較好的統(tǒng)計特性，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》換算承載力，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗粉質(zhì)土層標(biāo)貫擊數(shù)及換算承載力見表3．根據(jù)對試驗測試的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0．3，取用粉質(zhì)土層靜力觸探標(biāo)準(zhǔn)值見表4．由表4可知，對粉質(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)驗值1．1較為吻合［7］，說明規(guī)范公式對粉質(zhì)黏土是適用的；對粉土層，二者比值則為2．0～2．1，可取粉土層二者比值為2．0．2．4載荷試驗成果分析許昌表層粉土代表性載荷試驗曲線見圖2，圖上沒有明顯的第一拐點和第二拐點，經(jīng)雙曲線擬合相關(guān)系數(shù)較高，計算得到載荷試驗參數(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)驗取值約1．2較為接近，驗證了經(jīng)驗方法也適合于該粉質(zhì)土層．許昌表層粉土層載荷試驗測得的承載力為130kPa，靜力觸探法測得的粉土地基承載力為136kPa，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗測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曲線見圖3，圖上沒有明顯的第一拐點和第二拐點，經(jīng)雙曲線擬合相關(guān)系數(shù)較高，計算得到載荷試驗參數(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)驗取值約1．7較為接近，驗證了經(jīng)驗方法也適合于該粉質(zhì)土層．駐馬店表層粉質(zhì)黏土載荷試驗測得的承載力為220kPa，靜力觸探法測得的粉土地基承載力為207kPa，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗測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、費時費力，靜力觸探法作為簡便、經(jīng)濟而快速的方法，建議在沒有載荷試驗或者少量載荷試驗的情況下，可多采用靜力觸探法確定粉質(zhì)土地基承載力，使得載荷試驗與靜力觸探法互為對比和補充．

2結(jié)論

1）土體工程地質(zhì)特性測試是工程建設(shè)的基礎(chǔ)工作，通過取樣土工試驗、靜力觸探試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、載荷試驗等綜合勘探測試和對比驗證，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)驗值1．1較為吻合；對于粉土層，二者比值則為2．0．4）與載荷試驗結(jié)果相比，粉土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗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)黏土層載荷試驗測得的承載力與靜力觸探法測試值基本相同，能較好地反映土體承載特性．載荷試驗耗費大，在沒有載荷試驗或者少量載荷試驗的情況下，可多采用靜力觸探法確定粉質(zhì)土地基承載力，使得載荷試驗與靜力觸探法互為對比和補充．

作者：陳遠(yuǎn)洪單位：中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司