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强风化泥岩地层浅层平板载荷试验确定基床系数及变形模量方法探讨

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１ 平板载荷试 验 中基床 系数 及变 形模量 目前
的确 定 方 法 １ ． １ 基 床 系数 目前 确 定 方 法
根据 《 城 市 轨 道 交 通 岩 土 工 程 勘 察 规 范 》（ Ｇ Ｂ
５ ０ ３ ０ ７ －２ ０ １ ２ ） ， 基床系数在现场测定 时宜采用 。 方
法， 即采 用直 径 ３ ０ ｅ ｍ 的荷 载 板 垂 直 或者 水 平 加 载试
收稿 日期 ： ２ ０ １ ６— ０ ６—０ ２ 基金项 目： 铁道第 三勘察设计院集 团有限公司科技开发课题 （ 合 同编号
７ ２ １ ６ ３ ５ ） 。
１ ． ２ 变 形模 量 目前 确 定 方 法
根据《 城 市 轨 道交 通 岩 土 工程 勘 察 规 范》 （ Ｇ Ｂ ５ ０ ３ ０ ７ －２ ０ １ ２ ） ， 土 的 变形 模 量 应 根 据 现 场 载 荷 试 验Ｐ — Ｊ ｓ曲线 的初 始 直线段 ， 按 均质 各 向同性半 无 限弹
筑岩 土勘 察规 程 》 （ Ｊ Ｇ Ｊ ７ ２ ＿２ ０ ０ ４ ） 和《 高 层 建 筑 筏 形
式 中， Ｐ 为 比例 界 限压 力 ， 即 Ｐ— Ｓ曲线 上 第 一 拐 点 压力 ； 当 Ｐ— Ｓ曲线无 直 线 段 时 ， 可按 ０ ． ５ Ｐ （ ０ ． ５倍 极 限压 力 ） 取值。
ＺＨＯＵ Ｙａ ｎ ｇ
摘
要
指 出相 关规 范 中采 用 浅层平板 载 荷试 验确 定 基床 系数 及 变形模 量 方 法 的不 足 ， 结合 山 东
省 某拟 建地 铁 工程现 场平板 载荷 试 验 ， 提 出基 床 系数及 变形模 量新 的确 定 方法 ： “ 直线 斜 率 法” 。直 线
察
２ ０ １ ６年第 ６期
＝
Ｉ ｏ （ １一 ）
Ｕ
（ ２ ）
２ 平板载荷试 验 中基 床 系数及 变形模 量 新 的 确定方法 （ 直线斜 率法 ）
２ ． １ 直 线 斜 率 法 的提 出
根据 《 城 市 轨道 交通 岩 土工 程 勘察 规 范》 （ Ｇ Ｂ ５ ０ ３ ０ ７ －２ ０ １ ２ ） ， 岩土体在外 力作用 下， 单位 面积 岩土 体产 生单 位变 形时 所 需 的压 力 ， 也 称 弹性 抗 力 系 数 或 者地基反力 系数。按照岩土体受力方向分为水平基床 系数 和垂 直基 床系数 （ 单 位 ＭＰ ａ ／ ｍ） 。
强风化泥岩地层浅层平板载荷试验确定基 床系数及变形模量方法探讨 ： 周
杨
６ ７
文章 编号 ： １ ６ ７ ２ —７ ４ ７ ９ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ６—０ ０ ６ ７—０ ３
强 风 化 泥 岩 地 层 浅 层 平 板 载 荷 试 验 确 定 基 床 系数 及 变 形 模 量 方 法 集团有限公司 ， 天津 ３ ０ ０ １ ４ ２ ）
Ｔｈ ｅ Ｄｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ Ｏｆ Ｄｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｈｉ ｇ ｈ ｌ ｙ Ｗ ｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｄ Ｍｕ ｄ ｓ ｔ ｏ ｎ ｅ Ｇｒ ｏ ｕ ｎｄ ’ Ｓ Ｃｏ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｓ ｕ ｂ ｇ ｒ ａ ｄ ｅ Ｒｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ Ｄｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｕ ｓ ｂ ｙ Ｌａ ｕ ｎ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈｅ Ｓ ｈ ａ ｌ ｌ ｏ ｗ Ｐｌ ａ ｔ ｅ Ｌｏ ａ ｄ Ｔｅ ｓ ｔ ｓ
验， 可直接测定地基土 的垂直基床系数和水平基床系
数 。根据 《 铁 路 工 程地 质 原 位 测 试 规 程 》 （ Ｔ Ｂ １ ０ ０ １ ８ — ２ ０ ０ ３ ） ， 平板 载荷 试验 基床 系数 Ｋ 可 由下式确 定
Ｋ ｓ ＝Ｐ ／ Ｓ （ １ ）
板支承在弹性地基上的结构物计算 Ｊ 。根据《 高层建
性 介质 的 弹性理论 计算 。 浅 层平 板载 荷试 验 的变 形模 量 Ｅ （ ＭＰ ａ ） ， 可按 下 式 计算
作者简介 ： 周 杨（ １ ９ ８ ９ 一）， 男， ２ ０ １ ５年毕业 于西 南交通 大学地质工 程 专业 ， 工学硕士 ， 助理工程师 。
６ ８
铁
道
勘
斜 率 法具有 能 充分利 用数据 、 避 免 内插 法误 差和 方 法 简单 实用等 优 点 ， 不 足 之 处在 于不 能 确 定呈 圆弧
形、 无初始 直线段 的 Ｐ— Ｓ曲线。
关键词 平板载 荷试验
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｕ ４ １ ３ ． ４
基 床 系数
变形 模 量
直线斜 率 法
与箱形基础技术规范》 （ Ｊ Ｇ Ｊ ６ —２ ０ ｌ １ ） ， 变形模量 可 用来 估算 天然地 基 平均沉 降量及 计 算箱形 与筏 形基 础 最终 沉 降 。综上 所述 ， 合理、 准 确地从 平板 载荷 试验 数
据 中确定 出基 床 系数 与变 形模 量是 很有必 要 的 。
文 献标 识码 ： Ａ
随着我 国城 市轨 道 交 通 工程 的迅 速 发 展 ， 获 取 准
确、 合 理 的岩土 参数是 工程 设计 的基 础 ， 其 中地 层基 床 系数及 变形 模量 在 设计 中具 有 重要 的作 用 。陈 大 为 Ｊ 、 章 富远 ］ 、 潘 瑞 林 、 张蕾、 高 广 运 等人 在 各 自的论 文 里都论 述 了基床 系数 在地 下工程 及建 筑地 基 基础 等工 程 中的应用 情况 。基 床系 数主要 用 于计算 结 构 内力及 变形 ， 其取 值 和分 布形 式 对 求 解作 用 在 挡 土 结 构物 的压 力 、 位移 和 内力 等有 影 响。根 据 相 关 文 献 及 实 际工程 ， 基 床 系数 应用 在 如 下 几个 方 面 ： 第一 ， 基 坑支 挡结 构按竖 向弹性地 基梁模 型计 算 ； 第二 ， 路基 土 采用 地基 系数 。 控制 压 实 标 准 ； 第三 ， 明挖 结 构 按 底

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浅层平板载荷试验在残积砂质粘性土基中的应用

浅层平板载荷试验在残积砂质粘性土基中的应用

浅层平板载荷试验在残积砂质粘性土基中的应用郑杰圣【摘要】本文以晋江中南建材公司综合楼工程为例,介绍了浅层平板载荷试验测试残积砂质粘性土的试验要点、试验步骤.通过平板载荷板试验可以比较准确的确定残积粘性土地基的承载力特征值、变形模量、压缩模量等相关指标,为该地区地基基础处理设计提供参考.【期刊名称】《福建建筑》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】3页(P95-96,91)【关键词】浅层平板试验;承载力;变形模量;压缩模量【作者】郑杰圣【作者单位】福建省建筑科学研究院福建福州350025【正文语种】中文【中图分类】TU459+1引言平板静力载荷试验(英文缩写PLT)，简称载荷试验。

它是模拟建筑物基础工作条件的一种测试方法，起源于30年代的苏、美等国。

浅层平板载荷试验作为一种原位测试方法，适用于地表浅层地基，特别适用于各种填土、含碎石的土类。

也适用于复合地基承载力评价。

它是在拟建建筑物地基上对一定面积的刚性承压板加荷，通过承压板向地基土逐级加荷，测定地基土的压力和变形特性的原位测试方法。

它反映承压板下1.5～2.0倍承压板直径或宽度范围内，地基土强度、变形的综合形状。

通过浅层平板载荷试验可以确定地基土承载力特征值、变形模量、基床反力系数、估算地基土的不排水抗剪强度。

1 工程地质概况拟建工程位于晋江市北环路南侧，西临晋江市电讯大二楼，拟建综合楼平面上呈近“C”形展布，场地整平标高为20.30m(相对高程)，主楼17层，裙楼4层，设计一层地下停车场。

本次试验土层为裙楼位置处基坑底面的残积砂质粘性土。

拟建场地土层情况自上而下为:①素填土:灰、灰黄、灰褐等色，稍湿～湿，呈松散状态，厚度为:1.80～3.40m;②粉质粘土:灰色，灰黄色，稍湿～湿，可塑偏软状态，厚度为:0.50～2.40m;③淤泥:灰色、深灰色等，饱和，流塑，厚度为:1.30～4.60m;④粉质粘土:灰色、肉红色、褐黄色不等，稍湿～湿，可塑偏硬状态，厚度为:0.50～6.10m;⑤残积砂质粘性土:灰色、褐黄、灰白等色，呈湿，可塑～硬塑状态，厚度为:1.10～15.30m。

浅层地基上平板静力载荷试验研究

浅层地基上平板静力载荷试验研究

软弱地基土层的极限承载力、允许承载力等工程力学特性是设计大型隧道、船坞和桥梁基础前必须解决的重要技术问题，本文结合浙江宁波甬江隧道工程进行的平板静载试验，开展了具体的研究工作。

1前言我国江浙地区皆为海相沉积层地表，由粘土、粘质粉土和砂土组成，工程地质条件较差。

如在此上建浅基础的大型隧道、船坞及桥梁基础，首先需研究基础土壤的极限承载力、允许承载力，以及不同荷载下基础的相对稳定沉降量及相应的固结时间、地基土壤的变形模量值等工程力学特性。

现场平板静力载荷试验是取得基础土壤工程力学特性的最好、最直接的方法。

国内外工程设计人员在此方面已作了大量的试验研究工作，如美国的卡尔·太沙基、俄罗斯的普列斯·崔托维奇、我国的原冶金部等都对静力载荷试验作了大量研究，后者还制定了试验规程。

但由于各地地质情况不同，结构物的类型、尺寸不同，故所用承压板的大小不同，试验结果也就不尽相同。

本文通过在浙江宁波甬江隧道工程中对钢筋混凝土管段预制场土坞的一次静力载荷试验，分析研究了软弱地基土层的极限承载力、允许承载力等工程力学特性，进一步了解软弱地基经开挖后基础土壤的承载情况，并以此来丰富此项研究工作。

2平板静力载荷试验2.1试验设备试验设备由承压板、加载装置及沉降观测装置三部分组成。

2.1.1承压板承压板面积大小对试验土基的沉降量和极限承载力均有一定的影响。

美国卡尔·太沙基、俄罗斯普列斯·崔托维奇、我国原冶金部所作不同面积承压板的对比试验表明：当承压板边长B值小于30cm时，土基沉降S值将随边长B值减小而增大；当B值大于30cm时，土基沉降S值将随B值增加而增大。

并且当承压板边长B大于5m后，土基沉降S值将不随B值增加而增大。

根据现场实际情况和有关规定，本次试验采用的承压板为100×100cm方形承压板。

2.1.2加荷装置考虑到土壤沉降量，承压板到载荷台之间应有足够的沉降高度以防意外情况。

基床系数取值方法相关问题分析

基床系数取值方法相关问题分析

上述方法对于天然地基而言有一个问题需要特殊说明即若天然地基强度很高实际工程所需要的基底压力远小于天然地基的强度则因实际的地基承载力没有完全发挥故通过这种方法确定的k值就会小于这种地基土实际的k结论与建议1建筑工程的基础系数k是供基础结构的剪力弯矩挠度等计算之用与铁路等部门使用的路基系30目的和意义完全不同不可混同使用
图 1 Winkle 地基模型上梁计算简图
力平衡条件可得到如下方程[1]：
EI
d4 f bp q dx 4
(1)
用 1 平方英尺大小的方形承压板(折合边长 0.305m)载 荷试验测试基床系数； 日本等国采用 0.3m 直径的压板 测试路基的压实度，我国的铁路和公路部门率先仿日 本等国也采用 0.3m 直径的压板测试路基的压实度， 并 称之为路基系数 k30； 接着我国的工民建部门效仿铁路 等部门采用直径 0.3m 或边长 0.3m 的承压板进行基床 系数试验，试验结果定义为基准基床系数 kv，有时也 称为 k30。 这里暂且将其他尺寸的承压板试验结果定义 为 kt，实际基础工程的基床系数定义为 ks。 基床系数 k 就是地基土某点的所受的压力 P 与相 应的变形 s 的比值，即 k=P/s。从该定义中可以看出， 要确定 k，首先要求明确 P 和 s 的取值标准。我国涉 及到基床系数的部分规范多规定取 s=1.25mm 时的 P/s 值为基准基床系数 kv[2，6]，部分规范没有明确规定[7]， 多数教材和文献也回避了这一问题，他们没有对 P 的 取值提出要求。当时铁路部门取 s=1.25mm 时的 k 值， 主要是为了使测试的路基系数 k30 值和其它路基压实 度指标在密实度上相对应，进而来评价路基土的压实 度[6 ，8]。唯独《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72 －2004)(简称高规 JGJ72-2004)[5]规定测试 kv 时，P 为 标准压板(直径 0.3m)载荷试验的 P-s 关系曲线的比例 界限压力，如果 P-s 关系曲线无明显直线段，P 可取 极限压力的一半，而 s 为相应于压力 P 值的沉降量。 由此可见，该规范测试 kv 时，对 s 没有提出要求，这 与其他规范根据 s=1.25mm 对应的 P 值求取 kv 有较大 差别。实际上，这一差别不仅在文字定义上，在实际 的测试结果上也会有一定差别。根据实际载荷试验结 果分析，当 P-s 关系曲线有明显的线性变形段，或土 的压缩性低时，二者的差别一般也都在 10%以上；当 P-s 关系曲线无明显直线段，或土的压缩性高时，二 者差别更大，一般都在 20%以上。周宏磊等也指出， 当按国标《建筑地基基础设计规范 》 (GB50007 － 2002)(简称国标 GB50007-2002)方法， 标准尺寸载荷试 验“比例界限”取为 s/b=0.01，即取 s=3mm 时，得到 的 k30 值有较大差别[9]。 以上两种 kv 取值方法有较大差别，显然，高规 JGJ72-2004 的做法更加合理。主要原因有以下几个方 面： （1）铁路等部门取 s=1.25mm 对应的 k30 值，是 仿照国外，为了与其他密实度指标相对照，并无特殊 意义； 同时， 铁路等部门求取 k30 值的出发点是为了配 合其他密实度参数评判路基土的压实度，而工民建工 程中求取基床系数 kv 值的目的是进行弹性基础梁板弯 矩、剪力和挠度计算等用。目的和用途不同，严格来
岩土基床系数的学习

岩土基床系数的学习

岩土基床系数的学习一、基床系数的定义：基床系数是基于原位平板载荷试验得到的，是公路、机场、地下工程和建筑地基基础工程，特别是近年来在城市地铁工程中经常使用的一个重要参数。

其定义是“弹性半空间地基上某点所受的法向压力与相应位移的比值”。

又称温克尔系数。

它的物理意义：使土体(围岩)产生单位位移所需的应力，或者使单位面积土体产生的应力分布并不相同（好像高大钊老师有一篇文章专门谈到这个问题）。

《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》第10.3.1的条文说明“基床系数是地基土在外力作用下产生单位预算变位时所需的应力，也称弹性抗力系数或地基反力系数”。

二、基床系数的确定方法：情况下是难以实施的。

采用室内试验手段确定基床系数具有较好前景，尤其是当现场试验难以实施时，采用室内试验也是比较可行的，《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》第10.3.2条规定，“在室内宜采用三轴试验或固结试验的方法测得地基土的基床系数”，并在条文说明中给出了利用室内试验确定基床系数的试验方法和相关公式。

作为室内测试手段之一，也可根据规范提供的弹性模量及泊松比与基床系数的经验换算公式，通过测定泊松比及弹性模量间接测定基床系数。

料中给出了大量的参考数据(如附表)，当然这也是最省钱的方法。

因此概括地说有三种方法可以确定基床系数，即现场试验、室内试验、经验值。

三、几种室内试验方法的比较：a.三轴试验测定基床系数的方法如下：土样经饱和处理后，在K0状态下进行固结，采用三轴固结排水试验（CD）得到Δσ3/Δσ1=(0,0.1,0.2,0.3)不同应力路径下的Δσ1～Δh曲线，其初始段直线(或指定段割线)的斜率，至于规定这几种不同的应力路径的意义以及最终提交参数采用何种应力路径下的试验结果则未明确规定，此处之所以采用多种应力路径是为了更好地模拟场地的施工条件，应根据实际情况合理取用。

一般说来，采用这种室内试验手段取得的数值与现场试验是有可比性的。

遗憾得很，我现在采用的全自动三轴仪居然不能实现这种应力路径的自动控制，前几天跟厂家沟通，希望能做成一个专用的程序模块，目前还只能采用人工跟踪方式进行调整。