测定静止侧压力系数加荷稳定时间的试验研究

土体静止侧压力系数K0作为岩土工程设计的一个基本参数,其测定是土工试验的重要内容之一,但长期以来,由于没有试验标准,各试验单位按经验采用不同的加荷稳定时间进行试验,无法提供统一的K0值,设计单位只好靠查表进行K0取值。这很难反映土体的真实应力状况,也不满足优质设计的要求。因此,确定土体K0值的测定试验标准越来越具有必要性,本文简要地介绍了测定K0值的室内试验方法,并进行了测定K0值加荷稳定时间的试验研究,得出了测定上海地区浅层地基土体K0值的试验加荷稳定时间,为确定静止侧压力系数试验标准提供参照。     

湖沼相土K0值与微结构参数的关联性分析

土的静止侧压力系数K0是实际工程中经常需要用到的重要数据,影响土的静止土压力系数的主要因素就是土本身的性质。静止土压力系数是土的工程性质的一个重要指标,土的工程性质与土的微观结构联系紧密,土的许多工程性质可以从土的微观角度进行解释。通过研究静止侧压力系数K0与土的微观参数之间的关系,得出静止侧压力系数K0与微观参数中的等效直径、数量、形态比关联不大,而与圆度比较相关。     

含气砂土静止侧压力系数的试验研究

针对现行工程设计和数值分析中土的静止侧压力系数K0大多依经验确定并取定值的缺陷,对非饱和含浅层气砂土的K0取值问题开展系统的室内K0固结试验研究。结果表明,含气砂土K0值并非常数,砂土的含水率和密实度均对其有影响;其值随含水率的增大而增大,随密实度的增加而减小,密实度相对于含水率对K0的影响更为显著;工程设计中取松散饱和状态下砂土的K0值是偏于保守和安全的。     

应力状态对粗颗粒土静止侧压力系数影响试验研究

土体静止侧压力系数K0随应力状态的变化规律对深入把握其力学性质非常重要。然而,由于适用于粗粒土K0试验仪器及方法较少,对粗粒土K0随应力状态变化规律的研究几乎是空白的。为研究加载和卸载过程中粗颗粒土静止侧压力系数K0随应力状态的变化规律,利用新近研制的大型K0试验仪对某砂卵砾石料和堆石料进行了不同应力状态下的K0试验。K0试验结果表明：颗粒形态、应力状态、级配都对粗粒土K0有一定影响,其中应力状态影响最为明显;加、卸载时粗粒土K0随竖向应力增大呈减小的趋势。通过对K0试验结果进行深入分析,提出了粗颗粒土在加载过程中K0与竖向应力的关系式,并进行了验证。在此式基础上,基于前人总结所得K0与OCR的关系式,总结了一个反映任意固结状态下粗颗粒土K0随应力状态变化的关系式。     

黄河冲积层静止土压力系数原位测定与分析

静止土压力系数K0与其他物理力学性质相互制约,变化特征复杂,加之试验条件、理论假设条件不同,表达形式多样,结果迥异。依托济南地铁工程勘察,采用原位土体水平压力测定仪（KSB）对济南西北部黄河厚冲积层现场测试,将测试结果与原位旁压试验、室内侧压力仪K0试验结果,以及考虑黏性土内摩擦角、塑性指数的K0计算公式进行对比,分析表明：KSB测试结果以指数形式插值推算原位静止土压力系数更优;20 m深度范围内黄河冲积层黏性土可近似为正常固结饱和状态,K0介于0.4～0.7之间并随埋深减小,而Jaky公式计算值偏高,室内土工试验K0值偏低;以固结快剪内摩擦角 或等效内摩擦角 修正Jaky公式的计算结果更接近KSB实测值。     

软黏土侧压力系数K0阶段性特征研究

沿海软黏土的侧压力系数K0具有阶段性特征:当试验荷载P＜Pc'(土样的残余结构强度)时,K0值较小,试样的结构性好,呈现出似刚性的材料特征,侧压力系数小;当P＞Pc'时,K0值增大,土的微结构破坏,呈现出弹塑性体的材料特征,侧压力系数增大.而在工程实践中,受成孔、取土等诸多因素干扰,欠固结-正常固结的软黏性土的微结构的结构性易被破坏,使K0指标的阶段性特征不明显.     

新型静止侧压力系数试验仪的研制与应用

研制了一种新型静止侧压力系数试验仪,介绍了该仪器结构及工作原理。对干砂进行了试验,测定其静止侧压力系数,与传统的水囊式 固结仪试验结果进行了对比。分析了该试验仪的可能误差来源,主要包括加载过程中的试样侧向变形和试样与压力室筒壁之间的摩擦力,具体分析了试样侧向变形引起 值误差的大小,提出了摩擦力影响修正方法,充分论证了仪器的准确性和有效性。对某粗颗粒土进行了静止侧压力系数试验,测定了该土在加载及卸载条件下 随应力状态的变化,验证了仪器对粗颗粒土的适用性。该仪器结构简单,操作方便,结果准确,适用于包括粗颗粒土在内的各种土的 试验,克服了现有的静止侧压力系数试验仪不适用于粗颗粒土的缺陷,而且适用高应力范围。     

各向异性砂土K0试验研究

静止土压力系数K0是岩土工程分析计算中的重要力学参数之一。实际工程中墙后填土由于碾压都具有不同程度的各向异性。制备了不同沉积方向的砂土试样,通过三轴排水剪切试验研究了砂土的各向异性。在研制应变路径试验设备的基础上给出了静止土压力系数的测量方法,研究了不同沉积方向对于K0的影响,并将试验测得的静止土压力系数与Jaky公式以及土压力离心模型试验结果进行了对比,离心模型试验结果与材料单元试验结果一致,证明了测量方法的有效性及结果的正确性。研究结果表明,各向异性条件下的K0值比各向同性时明显偏大。     

K0及三轴应力状态下压实膨胀土膨胀模型研究

以不同初始压实状态下的南阳中膨胀土为对象,在常规固结仪上开展侧限膨胀试验及采用GDS三轴仪进行恒定偏差应力的三轴膨胀试验,通过多元非线性拟合分析,分别获得考虑初始压实度、含水率、上覆压力耦合关联影响的K0膨胀模型以及体积膨胀率与球应力（体积应力）关系的三轴膨胀经验模型。基于K0膨胀模型,提出了压实土膨胀潜势能的定量计算公式,并推导出膨胀土边坡处理层厚度的理论计算方法。基于膨胀体积应变只随球应力变化而不受偏差应力影响的假设条件,分析了同一起始条件下,膨胀土K0模型与三轴膨胀模型的内在关联,并建立了通过K0模型推算三轴应力条件下体积膨胀率的理论方法。试验结果表明：采用多因素耦合的K0膨胀模型预测压实土膨胀势具有较好的准确度及合理性;联系K0模型与三轴膨胀模型的纽带在于假设侧限膨胀全程存在一个平均静止侧压力系数,采用反演方法得到平均侧压力系数呈现随上覆压力增大而减小的趋势,这种变化规律的根本原因则在于侧向膨胀力随上覆压力的增大而减小。     

土的静止侧压力系数的测定

土的静止侧压力系数是指在没有侧向变形的条件下,作用在土上的水平有效应力σ′_3与垂直有效应力σ′_1之比,一般以K_0表示,即: K_0=σ′_3/σ′_1…… (1) 最初强调静止测压力重要性的是太沙基(1920年)。他是把侧向无变位状态的水平全应力σ_3与垂直全应力σ_1之比,定义为静止侧压力系数K_0,     

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

确定静止土压力系数在土压力计算中非常重要,但是粗颗粒土的静止土压力系数非线性特征长期被忽视,专门研究其非线性特征具有重要现实意义。为弥补粗粒土K0非线性研究的不足,分析了粗颗粒土的静止土压力系数非线性特征。基于邓肯?张模型的应力?应变增量关系,引入邓肯?张模型参数,建立了静止土压力系数数学公式。同时,提出了粗颗粒土静止土压力系数非线性计算方法,并对公式参数敏感性进行了分析。基于K0试验数据和数值试验结果,对粗颗粒土静止土压力系数非线性计算方法进行了应用分析。应用结果表明：K0预测值与K0实测值吻合,所提出的非线性K0计算方法可用于粗颗粒土K0计算。通过与Jaky公式的结果的对比分析,讨论了初始应力条件对粗颗粒土静止土压力系数非线性计算结果的影响。该研究成果有助于加深对土体静止土压力系数非线性的理解,并为粗颗粒土静止土压力系数计算提供参考。     

控制基质吸力的非饱和粉质粘土固结试验研究

针对胶济客运专线非饱和原状粉质粘土,在控制基质吸力条件下进行了K0固结试验和常基质吸力固结试验研究,得到了不同含水量土体的侧压力系数,并在此基础上进行常基质吸力固结试验,通过分级施加围压和上覆应力对现场应力状态进行模拟,得到原状粉质粘土的水土特征曲线,进而探讨了非饱和粉质粘土的水土特性及体变规律。试验结果表明:不同含水量的非饱和土体侧压力系数不同,并且侧压力系数随含水量的增加而增加;非饱和原状粉质粘土的进气值约25kPa;土体饱和度对固结时间的影响显著,非饱和粉质粘土的固结速度随着饱和度的增加而减小。     

欠固结地层静止侧压力简化计算方法

大量工程实践表明：正确预估欠固结地层的静止侧压力大小对工程的稳定性分析和安全设计十分重要。因此,通过理论分析和数值模拟深入探讨了固结排水过程中地层侧向压力的变化规律,建立了静止侧压力与超固结比OCR的联系,提出了等效静止土压力系数的概念和计算公式,形成了考虑OCR影响的欠固结地层静止侧压力简化计算方法,并用数值模拟和试验结果进行了验证。提出的等效静止土压力系数实现了欠固结地层和正常固结地层侧压力计算的统一。研究结果表明：欠固结地层的静止侧压力随超固结比OCR的增大而线性减小,且随土体有效内摩擦角的增大,OCR对侧向压力的影响越大。上述研究成果可为欠固结地层的土压力计算提供技术支撑。     

K0固结条件下砂土的循环剪切特性试验研究

利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,针对福建标准砂Dr = 30 %,在K0固结条件下,进行不同围压下的循环三轴试验,探讨了K0固结过程和K0固结条件下砂土的孔隙水压力特性与强度特性,并与原有均等固结条件和非均等固结条件下的循环三轴试验进行对比分析。通过分析和比较表明,砂土的K0固结试验过程可以分为两个阶段,第1个阶段是初期的缓慢变形阶段,第2个阶段是后期的稳定发展阶段,围压对静止土压力系数K0的测定有一定影响。不同固结过程对砂土动孔隙水压力的发展有很大的影响,K0固结条件下试样出现明显的剪胀现象。另外,K0固结条件下砂土动强度高于非均等固结条件（Kc = 1.67）下砂土动强度,低于非均等固结条件（Kc =2.94）下砂土动强度。     

静止土压力系数原位测试装置设计及应用研究

为了便捷地测得静止土压力系数,设计制作了一种静止土压力系数原位测试装置,介绍了该装置的结构及工作原理,并在宁波市轨道交通4号线东钱湖车辆段场地开展原位试验,获得了6个不同深度土层的静止土压力系数K_0值及不同深度地层处K_0值的时程变化曲线。将测试结果与目前常用的试验方法如经验公式法、扁铲侧胀试验法、三轴试验法的结果进行了对比分析,验证了静止土压力系数原位测试装置的可靠性以及测试结果的合理性。其次根据试验所得数据分析了几种试验方法的利弊,得出了常规试验方法会受到不同深度处土体性质差异以及取样过程中土体扰动程度的影响、在使用时需结合地层状况进行综合考虑进行取值的结论。最后通过修正上海地区扁铲侧胀实验对软土土层经验公式中的相关系数,得到了与实验所测数据相符的适用于宁波地区软土层的K_0值计算公式。     

扁铲侧胀试验在天津滨海新区软土中的应用

简要介绍扁铲侧胀试验(DMT)的基本原理及一些应用成果,并将其应用于天津滨海新区软土的研究。结果表明:DMT对天津滨海新区的正常固结软土划分合理,但对吹填软土划分不够准确;DMT对应力历史的描述除粉土外符合实际情况;天津滨海新区扁铲土性指数I_D值在0.3左右的软土的静止侧压力系数K₀值为0.65,且真空预压将导致K₀值变大。      

关于水力压裂试验原位测定土的静止侧压力系数K_0的方法

本文介绍我院于1980年9月在上海某工程用水力压裂试验原位测定土的静止侧压力系数K_0的方法和结果。我们采用的方法是将双管式孔隙水压力仪的测头压入地基土下某一深度,放置几天后,首先观测测头处的天然孔隙水压力。待孔隙水压力稳定后,即可用螺旋控制器通过测头对土体施加压力,进行水力压裂试验。首先以一定的速率对土体施加水压力,使其产生裂缝,水即向裂缝大量流入,随后立即停止对土体施加压力,观测土中裂缝闭合的过程,定时地测量流量值和压力值,当裂缝闭合时,就可测得一个突然降低的流量值及闭合     

天然软土地基路堤临界高度一种计算方法研究

考虑地表硬壳层应力扩散作用、硬壳层的抗剪强度、中间主应力 对地基承载力的影响,从实际情况下土的静止侧压力系数出发,依据极坐标表示的弗拉曼公式和统一强度理论,推导出天然软土地基临塑与临界荷载公式,提出天然软土地基上路堤临界高度的一种计算方法。结合算例,探讨了软土层和硬壳层静止侧压力系数 、中间主剪应力系数 取不同值对路堤临界高度 的影响。结果表明： 与 的改变对路堤临界高度 影响很大,新的理论公式更能反应软土地基承载力的实质,对覆有硬壳层的软土地基上路堤的修筑具有一定的指导意义。     

超固结粉质黏土水平应力释放特征与静止侧压力系数计算方法

如何合理地描述超固结地层静止侧压力系数K₀分布规律对岩土工程有重要的理论意义和应用价值。通过超固结地层形成过程的应力发展分析,开展了侧应力松弛试验,研究了超固结粉质黏土水平应力释放规律,建立了残余超固结水平应力σ’_hef与超固结比OCR的联系,提出了基于水平应力释放的超固结土K₀计算方法,并用原位土体水平应力KSB试验和室内试验进行了验证。提出的超固结土K₀计算方法物理意义清晰,并在中高OCR条件下实现了与前人归纳经验公式的统一。结果表明:超固结水平应力σ’_hef经历回弹与松弛2个释放阶段后稳定于残余值σ’_hef,粉质黏土σ’_he释放主要发生在回弹阶段;超固结水平应力残余值与初始值之比σ’_hef/σ’_he0随OCR增大而增大,但在OCR达到一定值OCR_r后趋于稳定。研究成果可供超固结地层中的挡土结构物土压力计算和数值分析提供参考和借鉴。     

鲁南某抽水蓄能电站工程闪长岩体内的地应力测量

鲁南某抽水蓄能电站对解决山东电网日益严重的调峰问题和维护山东电网的安全稳定运行具有重要的作用。为了解工程区的地应力状态,在地下厂房闪长岩体内开展了3个钻孔的水压致裂地应力测量工作,结果表明:最大主应力方向在N52°~72°E之间,优势方向为北东东向,这反映了研究区受太平洋板块构造作用明显;三向主应力相对大小表现为S_HS_vS_h,在这种应力状态下有利于走滑断层的活动;研究区侧压力系数的值和μ_m值(最大剪应力与平均主应之比)均表明测区内断层处于稳定状态;工程区的应力状态以构造应力的作用为主,侧压力系数K值大多介于1和1.5之间,因此为保证洞室的稳定性,厂房的洞轴线应与S_H的夹角小于30°。