利用旁压试验参数确定地基土承载力和模量

本文通过对工程勘察工作中所做的一些旁压试验与载荷试验资料进行对比分析，总结出利用旁压试验参数来确定地基土承载力和模量的方法。     

滨海沉积软土中旁压试验成果分析

运用旁压仪在长江入海口进行原位试验,获得了旁压试验各参数的变化规律。旁压试验结果表明：初始压力P0与土层随深度而线性增加;而临塑压力Pf、极限压力Pl 和旁压模量Em等试验参数受到土层性质影响十分显著,各参数在土层中变化趋势基本相同,总体趋势为：淤泥质黏土<黏土<粉质黏土<黏质粉土<粉砂;但同一土层中,各试验参数随深度呈线性增大。旁压试验在确定侧向基床反力系数Kh时土体处于似弹性阶段,水平变形约5～8 mm,同时受到排水条件的影响,导致计算的Kh值与规范参考值存在一定差异,在使用中应根据实际情况作适当修正。     

深埋砂层旁压特征参数的深度效应研究

深埋砂层作为一种散粒结构体系,其原状力学特性的准确测定是岩土工程中的难点问题,旁压试验是一种理想的深层原位测试方法,但在深度效应上缺乏定量评价标准。为解决旁压试验深度效应问题,采用自主研制的物理模型试验系统,模拟深埋砂层的受力状态,通过施加不同的上覆压力 模拟不同深度下的旁压试验,获得了旁压测试指标旁压模量EM、临塑压力Pf与上覆压力 之间的关系,提出了采用临塑压力Pf确定地基承载力特征值fak的修正方法。试验结果表明：旁压试验确实存在深度效应,随着试验深度的增大,上覆压力 相继增大,但旁压模量EM的变化并不明显,临塑压力Pf与上覆压力 呈线性相关关系。为深埋砂层物理力学性质的确定提供参考和依据。     

滨海区海相沉积土压缩模量的试验研究

在滨海区海相沉积土地基的压缩性评价和计算中,压缩模量是一个重要的土性指标,尤其是在变形要求严格的工程中,对于压缩模量取值的研究具有重要意义。以我国北方某填海造地机场工程场区地基土为研究对象,进行原位测试和变形专项研究。在现场采用固定平台取土和测试,通过室内试验获取了各层土的室内试验压缩模量,通过旁压试验、静力触探试验等原位测试方法得到了各层土的相应的压缩模量。通过分析发现,两种原位测试方法得到的压缩模量,与室内试验自重应力下的压缩模量吻合度较好,说明采用固定平台进行测试,成果合理可靠。在具体的计算取值时,如原位测试数据样本充足,推荐以原位测试成果为主,再考虑室内试验自重应力下的压缩模量。     

冻融循环作用下路基土回弹模量试验研究

为研究季节冻土地区冻融循环作用对路基土回弹模量的影响,以2种路基土作为研究对象,通过风干和加湿的方法,使高50mm、直径为50mm无侧限圆柱体试件达到5种预期含水率;采用承载板法进行回弹模量试验,分析了路基土在0～12次冻融循环作用下,回弹模量随冻融循环次数变化的规律.结果表明:随着冻融循环次数的增加,土体的回弹模量减小,到第6次冻融循环后土体回弹模量衰减基本稳定.在进行季节冻土地区路面设计时,应考虑冻融循环作用对路基土的影响,建议选取第6次冻融循环后的土体回弹模量作为路基强度设计值.     

自钻式原位剪切旁压仪及其工程应用

精确地评价土的力学性质,提供可信赖的设计参数,对基础工程设计具有重要的现实意义。现有的试验方法中,土的强度和变形参数由精度相异的不同试验方法得出,并且不可避免地存在不同程度地扰动土体,释放土中应力。研制的自钻式原位剪切旁压试验方法（self-boring in-situ shear pressuremeter test）。结合常规的旁压试验和室内直剪试验之长,采用自钻式钻进,将测定器插入到预定深度,尽可能地减少土体的扰动,较好地保持了土中的原始应力;其独特的结构和加加载方式使该方法能够同时直接测出土的强度和变形参数,还能获得土的静止土压力 、剪切反力系数 ,评价桩周摩擦力 等力学参数。由于它是一种在钻孔内的测试技术,所以能获得不同深度土的力学参数。     

厦门机场路风化花岗岩旁压试验研究

旁压试验经过不断完善、发展、应用和推广,在与静力载荷试验、标准贯入试验等原位测试的比较中已凸显其优势,业已成为工程地质评价、地基承载力确定等实用可靠的方法。针对强风化花岗岩土体松散、土质较硬、取样和室内物理力学试验的困难,进行高压旁压器风化花岗岩原位测试,取得具有工程应用价值的成果,结果表明,虽然风化花岗岩由于受差异风化形成水平向不均匀性的影响,测试结果各指标间的相关性与黏土存在一定的差异,但黏土和风化花岗岩地基承载力随测点深度、变形模量与基床系数,地基承载力、变形模量和基床系数与标贯击数间均具有一定的线性相关关系,并对相关关系进行拟合,给出相应地拟合公式。     

红黏土地基承载力和变形参数的空间分布特征分析

为了获得红黏土地基承载力和变形参数在横向和垂向上的定量数据及分析它们的变化规律,选取厦门至成都高速公路湖南省郴州段典型横纵断面上的红黏土地层作为试验点,采用平板载荷试验、旁压试验等技术手段进行了原位测试。试验结果表明：红黏土地基承载力和变形模量在横向较小的范围内呈现较大幅度的变化,在垂向上则呈现先增大再减小的变化趋势,与红黏土赋存厚度、地形地貌、含水率等相关;旁压试验所测得的承载力特征值和平板载荷试验测得的承载力特征值之间存在一定的差异性;旁压模量与变形模量可以通过结构性系数联系起来,所得的结构性系数与Menard根据大量黏土试验资料对比所得到的结论较为一致。     

高含盐粉土的力学特性试验研究

高含盐粉土不仅含盐量较高,而且黏粒含量极低,粉粒含量高,级配不均匀,导致难以压实,强度低。为了了解此类特殊粉土的力学特性,在室内物理化学性质分析的基础上,进行原位旁压试验和原状土样的三轴试验,充分分析了高含盐粉土的力学性质。高含盐粉土的可溶性盐含量高达2.9%,主要是高硅、铝,水溶盐以Cl－和Na+为主,属氯盐碱性土。旁压试验结果表明,临塑压力可取350 kPa、极限压力可取500 kPa、旁压模量Em可取1 750 kPa、剪切模量Gm可以700 kPa作为参考值。室内力学试验进一步分析表明,该土体具有较强的剪胀性,在轴向应变达到12%左右时,试样达到稳态状态。围压150 kPa下的峰值强度能达到600～800 kPa,残余强度也能达到450～550 kPa。     

基于统计分析离子型稀土矿体力学参数的测点布置

基于统计分析结果合理布置测点,测试土体力学参数具有测试结果准确和经济快捷等优点。在赣南某稀土矿山非等间距布置6个测点,共计18个测试孔,通过旁压试验和钻孔剪切试验测试了离子型稀土矿体的旁压模量、变形模量、压缩模量、黏聚力和内摩擦角等力学参数,运用经典统计学方法和地质学统计方法分析矿体力学参数的空间变异性。研究结果表明:试验矿块内矿体的黏聚力和旁压模量属于强变异,黏聚力的变异系数为0.48,旁压模量的变异系数为0.36;内摩擦角属于弱变异性,其变异系数为0.067;假设由18个测试孔的测试数据计算得到各力学参数为真值,若15%为工程可接受的误差,运用经典统计学方法分析和地质统计学方法分析结果表明,对于试验矿块,在45 m范围内均匀布置5个测点,测试结果可有效估计矿块内黏聚力和旁压模量的平均值和变异系数。     

初始弹性模量的研究

切线模量是增量本构中很重要的一个力学参数,研究其规律性意义很大,本文将从初始弹性模量方面对其进行探讨研究,推导出初始切线模量与围压、超固结比、初始孔隙比之间的关系式,并对杭州某一区域的软土进行了三轴试验进行验证。     

应用RMi法估算岩体变形模量

RMR法与Q法是国内外八、九十年代岩体质量和参数估算的常用方法,然而RMR法和Q法对质量较差的岩体不太实用,而RMi法是一种既适用于软岩又适用于硬岩的岩体质量评价和参数估算方法。本文在介绍RMi法基本原理的基础上,对贵州省鱼简河水库坝基岩体变形模量进行确定。     

改进切线模量的非线性弹性模型

为了更好的反映基坑开挖后土体的变形非线性特性,采用幂函数描述土体剪切过程中切线模量随主应力差值增大而衰减的过程。积分得到主应力差值和应变的数学表达式,其反映的数学规律符合一般土力学模型的要求。对应于不同的幂指数,该表达式可以很好拟合三轴试验应力-应变曲线。基于Duncan-Chang模型参数确定的方法,提出了本文模型参数的确定方法。在通用有限元软件基础上二次开发了模型的计算程序。应用于某基坑变形的计算结果表明,本文提出的模型比Duncan-Chang模型能更好的预测围护结构的变形。      

卸荷模量数取值的研究

以三峡二期围堰计算为例,说明Duncan-Chang非线性弹性E-μ模型中的卸荷模量数kur对计算精度有一定的影响。通过试验资料得出加荷模量数k取决于土的成分和密度,并且得到加荷模量数与卸荷加荷模量数之比的经验关系,因而卸荷模量数可直接根据加荷模量数的大小来确定,由此所确定的卸荷模量数比较符合实际。     

负乘幂本构模型的切线模量

邓肯-张模型假设土体应力-应变关系符合双曲线关系,而且假定相关参数与围压的关系也是某种固定关系,这样的做法不仅违反了土体性质多样的现实,也容易造成模型与试验结果不符,引起误差。为此,提出了通过常用软件试算获取参数及直接寻求参数与围压最佳关系函数的思想,改变了参数与围压只有一种固定关系的思路。在邓肯-张模型基础上提出了负乘幂本构模型,它能够通过调整一个参数实现曲线形式的变化,从而体现出土体应力-应变关系的多样性;负乘幂模型采用前面提及的思想来获取参数,经过推导得到了该模型的切线模量公式。通过比较,证明负乘幂模型能够更好地与试验曲线吻合。     

基于标准压缩模量和液限推求地基土全压力段压缩模量的分析方法

以京沪高铁深厚地层细粒土固结试验数据为基础,以e-lgp曲线包含分式函数的复合函数表达和土体液限与压缩指数的线性关系为依据,提出了基于土体基本物性指标标准压缩模量E1?2和液限wL推求正常固结原状地基土全压力段压缩模量的简化方法,其适用性得到了京津城际铁路试验数据的验证。结果表明,Harris函数能较好地描述土体压缩的e-lgp曲线特征,E1?2和wL能分别反映曲线低压力段割线斜率和高压力点切线斜率,建立的地基土压缩模量估算方法具有良好精度,其中,100～1 000 kPa常压力段的误差均值仅为7.89%,高压力段约为13.70%,只在低压力段变异性较大;研究成果提供了缺少e-lgp曲线情况下简便快速获取土体压缩模量的新途径。     

岩体变形模量的尺寸效应

岩土工程中,现场岩体的承压板试验和变形试验可看作是不同尺寸岩体的变形试验。在某工程的现场岩石力学试验中,对同一组试点的岩体先后进行了承压板变形试验和承载力试验,研究了岩体变形模量的尺寸效应,结果表明,岩体变形模量主要受岩体中的裂隙发育状况控制,当岩体质量较好时,可以由承载力试验曲线来确定岩体的变形特性,这一做法具有一举两得的效果。     

塑性混凝土弹性模量室内试验研究

通过4种变形标距的弹性模量试验,研究了塑性混凝土弹性模量的合适测试方法。塑性混凝土棱柱体试件设置300mm、200mm、150mm和100mm共4种测试标距,其中300mm标距下的力和位移数据采用计算机自动采集,其余标距采用人工读数。结果表明,利用自动采集数据模式测得塑性混凝土弹性模量值最稳定,且其值远远小于人工读数模式下的值;一般而言,测试标距小,弹性模量值大,全长标距下弹性模量值最小;利用自动采集数据模式下得到单轴压缩应力应变曲线具有典型初始压缩弯曲段、较长的下降段,而人工读数下几乎不能测出初始压缩弯曲段,而主要表现为较长直线上升段。分析了塑性混凝土利用普通混凝土弹性模量计算公式的不足,提出利用其单轴峰值强度的0.3倍、0.7倍对应的点计算其弹性模量。同时提出室内测试塑性混凝土弹性模量试验时不需预压。     

压实黄土回弹模量试验研究

土基回弹模量是路面结构设计中一个非常重要的参数,直接关系到路面结构的安全性和经济性。室内振动压实是室内击实成型试件的一种新方法,能较好地模拟振动压实的特点。研究了压实黄土回弹模量与其干密度、含水率、稠度和压实度以及龄期等物理指标之间的关系,并分析了振动压实黄土的回弹模量与击实黄土的回弹摸量。研究结果表明,压实黄土的回弹模量与其干密度、含水率、稠度和压实度以及龄期之间有一定的相关关系。在推荐参数条件下,室内振动压实黄土回弹模量比室内击实的要大。