超固结状态土的K0系数试验探讨
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文章编号:1009 6825(2010)12 0097 02关于提高静止侧压力系数K 0测定准确性的体会收稿日期:2009 12 12作者简介:沈 昕(1972 ),男,工程师,铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津 300251沈 昕摘 要:依据长期从事的试验工作,简单介绍了目前室内测定K 0值的试验方法,并就以往所作试验的体会,归纳总结了影响测试结果准确性的各种因素,以期使今后的工作有进一步的提高。
关键词:静止侧压力系数,试验方法,准确性,影响因素中图分类号:T U 431文献标识码:A随着国民经济的快速发展,城市中机动车高速增长,带来城市交通拥堵、环境恶化等诸多问题,因此,大力发展城市地铁、轻轨建设已经成为许多城市发展公共交通的根本方针。
在地铁、轻轨的勘察设计中,由于K 0值能体现出地层在上部荷载的作用下,其水平方向的应力状态,对作用在挡土结构物上的压力分布、安全性以及工程措施的制定和工程造价等均有直接影响。
因此在地铁、轻轨以及高层建筑的基坑等工程勘察中是很重要的试验指标。
静止侧压力系数K 0是土体在无侧向变形条件下,侧向有效应力和轴向有效应力之比,即K 0= 3/ 1。
静止侧压力系数K 0如何测定准确,目前国内也有许多计算静止土侧压力系数的经验公式和实测方法,下面就室内土工试验确定方法及影响因素逐一进行阐述。
1 静止侧压力系数室内试验方法1.1 固结仪法固结仪法是在传统的固结仪上施加轴向垂直压力,侧向安装压力传感器。
试验可测得土在无侧限压缩时的轴向压力和侧向压力。
然后计算K 0= h / v 。
此种方法由于套在试样外部的膜本身不易与土完全贴紧,造成中间留有空隙,使得力在传递过程中有一定损失,另外膜在受压时产生的弹性形变要消耗掉部分侧压力,造成试验结果往往偏小。
可以采取如下措施来纠正,以提高试验的精度:1)用钢块校正未消耗的部分侧压力;2)制样时应该保持轴向同心,轴向变形为零时,预加侧压力;3)样品饱和时,应保持试样不变形或塌落。
软土等向固结与K0固结条件下的三轴试验研究黄浩然1,朱俊高1,秦秀娟2,吴桂芬3(1.河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,南京210098; 2.山东黄河勘测设计研究院,济南250033;3.中国华电工程(集团)有限公司,北京100035)摘要:对某软土重塑样分别进行等向固结和K0固结条件下的三轴试验,研究了不同固结条件、不同围压下软土的强度和应力应变特性,并对试验结果进行了分析和对比。
结果表明:低围压下,等向固结三轴压缩试验和K0固结三轴压缩试验土样破坏时的主应力差差别不大,随着围压增大,K0固结条件下试验土体的主应力差要明显大于等向固结条件下的试验土体;与等向固结相比,K0固结条件下的土体粘聚力c值减小,而内摩擦角增大;土体呈现剪缩特性。
运用等向固结三轴压缩试验确定的邓肯模型参数模拟K0固结条件下土体的试验曲线,吻合较好,初步验证了邓肯模型参数对K0固结土体的适用性。
关键词:软土等向固结;K0固结;三轴试验;应力应变特性;邓肯模型中图分类号:T U411.5 文献标识码:A 文章编号:1672-2132(2012)05-0546-06引 言在土的分类中,软土是指沿海的滨海相、三角洲相、河谷相,内陆平原或山区的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒土组成的天然含水率高、孔隙比大(一般大于1)、压缩性高和强度低的软塑到流塑状态的土层[1]。
软土的结构、强度分量、颗粒表面特性、粘粒含量等的复杂性,使它的抗剪强度受到众多因素的影响。
根据太沙基有效应力原理,总应力保持不变时,孔隙水压力与土骨架承受的有效应力可以相互转化,即孔隙水压力减小等于有效应力的等量增加[2]。
研究表明,有效应力决定岩土材料的变形和强度[3,4]。
在进行土的室内三轴试验时,一般采用的是各向等压固结,围压不变,轴向加载破坏,而天然土层中的土体通常认为处于K0固结状态[5,6],试样中的孔隙水压力和有效应力会因剪切前试样的固结状态不同而产生差异,从而影响试样的试验强度参数。
第24卷增刊 岩 土 力 学 Vol.24 Supp.2003年10月Rock and Soil Mechanics Oct. 2003收稿日期:2003-03-28作者简介:王衍森,男,1973年生,在读博士生,主要从事岩土力学教学及深部土与结构相互作用的研究工作。
文章编号:1000-7598-(2003)增2―0687―04深部土的高压K 0固结试验研究展望王衍森, 崔广心, 杨维好(中国矿业大学建筑工程学院, 江苏 徐州 221008)摘 要: 针对深部岩土工程建设的需要,通过对深部土特点的分析,指出了开展深部土的力学特性研究的必要性。
回顾了国内外土的K 0固结试验研究现状,并指出了其存在的不足。
对深部土的高压K 0固结试验研究的主要内容及研究方法进行了探讨,并特别指出,固结时间是必须重点研究的关键问题。
关 键 词: 深厚冲积层; 高围压; K 0固结; 固结时间 中图分类号: TU 411.3 文献标识码: AProspect of experimental studies of high-pressure consolidationtests of soils in thick alluviumWANG Yan-sen , CUI Guang-xin , YANG Wei-hao(College of architecture and civil engineering, China university of mining and technology, Xuzhou 221008, China)Abstract : To meet the increasing demands of construction of geotechnical words, the necessity of the study on the character of soils in thick alluvium is pointed out in this present paper on the basis of the analysis of the soil’s character. Then the current conditions and shortages of the study on K 0 consolidation tests of soils both in China and abroad are reviewed and analyzed respectively. Finally, the main contents and methods for the study of K 0 consolidation tests on soils in thick alluvium subject to high pressures are discussed. It is specially pointed out that more attention should be paid to consolidation time when conducting tests. Key words : thick alluvium; high confining pressure; K 0 consolidation; consolidation time1 引 言我国华东、华中、华北及东北部分地区均分布着大面积的深厚冲积层,其下部蕴藏着丰富的矿产资源(如华东巨野煤田上覆冲积层厚度普遍在600 m 左右),深厚冲积层中的矿井建设成为深部矿产资源开发的前提;同时,我国水利、水电、交通、市政等领域的岩土工程也已日益呈现出向深部发展的趋势。
上海地区超固土K0系数的试验方法与取值探讨摘要:从应力历史角度探讨超固结土K0系数的试验方法,针对上海标准地层探讨正常固结状态下、超固结状态下土的K0系数的取值。
关键词:静止测压力系数;正常固结;超固结前言随着上海经济的不断发展,城市建设规模越来越大面临的软土地基基坑也越来越多,难度也越来越大,静止侧压力系数作为一个岩士工程设计的基本参数也越来越重要。
静止侧压力系数是指在无侧向变形条件下,侧向有效应力δ3与竖向有效应力δ1之比,在工程中主要应用于计算土体变形、挡上墙静止土压力、地下建筑墙体土压力、桩的侧向摩阻力。
国外学者率先对K。
进行了大量的研究工作。
Jaky[1]对静止土压力系数研究后提出了土体内摩擦角估算静止上压力系数的公式:B. Schmidt[2]研究了超固结土的静止上压力系数与超固结比之间关系,给出了一个表示两者之间关系的经验公式。
PW.Mayne和F.H.Kulhawy[3]也由研究了超因结土的静止土压力系数与超固结比的关系,对B.Schmidt[2]所提公式中的参数给出了一个建议取值公式。
E.W.Brooker和H.O.Ireland[4]研究了应力历史对静止土压力系数的影响。
M.A.Sherif等[5]通过模型试验研究了黏性土的静止土压力系数与超固结比的经验关系,给出了定量描述二者之间关系的经验公式。
Y.watabe等[6]对挪威、新加坡、美国、日本等地区原状土进行了K0固结试验,研究了黏性土的K0随应力变化情况,讨论了超固结土K。
值与超固结比之间的关系。
这些研究表明,黏性士K。
不仅随土类变化而变化,而且还受所处深度、应力历史、超固结比、土体结构性等因素的影响。
我国幅员辽阔,粉质黏土、黏上分布范围广泛,不同地区、不同深度处的静止土力系数分布和变化规律也不尽相同。
杨金钟[7]得到天津地区(25m深以内)土的K。
值分布情况。
王秀艳等[8]对我国华北衡水、黄骅、天津等地区500m深以内原状土的研究表明,粉质黏土K。
土体固结系数的试验及预测模型研究土体固结系数的试验及预测模型研究摘要:土体固结是土力学和地基工程中的重要问题之一。
在建筑地基、地下工程和土石坝等领域中,掌握土体固结规律及其预测模型对于工程设计和施工安全至关重要。
本文介绍了目前常用的土体固结试验方法,包括压缩试验、原位试验和室内模拟试验,并讨论了它们的优点和缺点。
此外,本文系统地概括了目前常用的土体固结预测模型,包括经验模型、统计模型和计算模型等,综合了模型的优缺点,并对模型进行了比较和分析。
为了验证和优化上述模型,本文设计了针对江苏某工程土的压缩试验,测定了土体的固结系数,并通过现场监测数据对比分析,对各种模型进行了验证和拟合,结果表明,基于统计模型的Kupfer和Hayami模型最适用于预测该工程土的固结系数,其预测误差最小,具有较好的预测能力。
本次试验分析结果可应用于类似项目的工程设计以及为土体固结预测模型的建立提供参考。
关键词:土体固结,压缩试验,原位试验,室内模拟试验,预测模型,统计模型,Kupfer模型,Hayami模型一、引言土体固结是指土体在受到荷载作用后,在一定时间内的体积变化过程。
固结过程通常包括原初压缩和次生压缩两个阶段,其中原初压缩是指荷载第一次作用时所引起的不可逆性压缩变形,次生压缩是指荷载在长时间作用下所引起的可逆性变形。
土体固结系数则是描述固结过程中土体所经历的体积压缩与荷载之间关系的指标,是土力学与地基工程设计的关键参数。
为了确定土体固结系数,目前常用的试验方法主要有压缩试验、原位试验和室内模拟试验。
而预测土体固结系数则通常采用经验模型、统计模型和计算模型等方法。
然而,各种试验方法和预测模型的适用性和优缺点并不相同,因此需要综合考虑实际工程条件和试验数据特点,选择合适的方法和模型来进行分析和预测。
本文旨在综述土体固结试验方法与预测模型的研究现状,通过建立压缩试验模型对江苏某工程土体固结系数进行测定和预测,验证和优化各种模型,为合理地预测和控制土体固结提供理论依据和实际参考。