分类:建筑工程论文发表 时间:2018-07-13 09:29 关注:(1)
承德地区粉土工程性质研究
刘 瑛1 任振兴2
1、河北地质矿产勘查开发局第四地质大队
2、河北地矿建设工程集团承德公司
摘 要 土具有区域性,试验表明,承德地区粉土含水量不是很高,液塑限值不大(液限一般25%-28%,塑限15%-20%)可塑性不强,压缩性受多方面影响,干密度和压缩变形量成反相关,含水量对土内摩察角影响明显。
关键词 粉土 含水量 压缩 抗剪强度
承德区域属于山地地貌区,因构造作用和侵蚀堆积作用,形成众多小型山间盆地和宽谷,这是本地居民的主要生活区域,也是工民建构的主要工作场地。砾类土、砂类土、粉土、粉质粘土是工程中的主要地基土,虽然都是第四系松散堆积物,但粉质粘土比粉土形成年代要早,砾类土砂类土可主要依据其粒径大小、含量及级配确定其工程性质,而粉土则要相对复杂一些。
新近沉积物厚薄不一,工作场地有时基岩出露,有时数十米仍是第四系,或是土、砂互层,或是单一类型沉积,粉土虽不会被作为持力层,但仍有必要查明其性质。
通常说,土是岩石风化的产物,其成分取决天母岩矿物成分.承德地区粉土粘粒含量不多,有机质可忽略不计.
试验主要依据《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999),原状土样取样方法是取样器或者探坑取样,用搓条法和液限仪法测定塑液限值,用直剪仪测定抗剪强度,研究不同含水量对压缩沉降速度的影响,和对抗剪强度指标影响。
1 液塑限试验
塑限测定用搓条法,这也是最通用的试验方法,液限采用76g锥液限仪,锥入土深度10mm所对应的含水量为土的液限值。本地区土多数属粉土范围,粉质粘土较少且塑指多是略大于10,粉土液限一般在24%-30%之间,塑限15%-21%,但测得的中间值出现机率较多。液限是粘性土处于可塑状态的上限含水量,根据实际经验,调土过程中,含水量稍加改变,锥入土深度就会有明显变化,土的亲水性强弱决定于土中粘粒含量,因粉土中粘粒含量低,因此可塑性不强,含水量稍大即有可能软化变形。
2 压缩试验
不同含水量对土压缩性的影响
室内有侧限压缩试验,加压等级为50、100、200、300、400kPa,采用快速压缩法,以每级荷重压缩一小时为标准,随着逐级加压,土体中孔隙体积变小,土体沉降量加大。
选取2015年的泽州华府工程,取不同含水量的三个试样分别在加压50、200、400kPa下,加压时间与土体沉降量关系。
试验压力 | 土样编号 | 含水量 | 沉降量 | ||||
5min | 10min | 20min | 30min | 60min | |||
50kPa | 56-1 | 15.3 | 0.245 | 0.254 | 0.258 | 0.264 | 0.266 |
59-1 | 18.9 | 0.323 | 0.335 | 0.340 | 0.346 | 0.348 | |
26-1 | 22.6 | 0.662 | 0.776 | 0.870 | 0.915 | 0.943 | |
200kPa | 56-1 | 15.3 | 0.242 | 0.255 | 0.265 | 0.275 | 0.284 |
59-1 | 18.9 | 0.351 | 0.371 | 0.391 | 0.404 | 0.412 | |
26-1 | 22.6 | 0.279 | 0.391 | 0.446 | 0.471 | 0.492 | |
400kPa | 56-1 | 15.3 | 0.127 | 0.144 | 0.157 | 0.163 | 0.179 |
59-1 | 18.9 | 0.206 | 0.235 | 0.252 | 0.263 | 0.284 | |
26-1 | 22.6 | 0.134 | 0.176 | 0.204 | 0.219 | 0.244 |
根据试验值,三个试样的压缩系数分别为0.19, 0.32, 0.37,为中压缩性土。各级加荷后短时间内就能发生较大沉降变形,5分钟之内变形量均达到50%以上。根据试验数据作压缩时间-沉降量曲线,可知沉降量随含水量增高而加大,含水量越小,加荷后短时间内越接近压缩稳定值。
土中粘粒含量、天然状态下的密实度也影响土的压缩性。粘粒含量低,土中水分和气体很快被挤出,当施加第一、二级压力时,土体变形明显,继续增压,土的变形量明显趋缓,因此,当取压力100Kp-200Kp土的变形量作为压缩模量值时,塑性指数较低的土,能有比较大的Es值。
3 抗剪强度试验
直接剪切试验是测定土抗剪强度的一种常用方法,因其仪器构造简单,操作方便,能很快得到试验结果,因此被广范应用。
仍选用泽州华府和济慈医院实验:
工程名称 | 试验编号 | 含水量W(%) | 内聚力C(Kpa) | 内摩擦角φ(°) |
泽州华府 | 56-1 | 15.3 | 76.3 | 22.3 |
59-1 | 18.9 | 52.3 | 18.9 | |
26-1 | 22.6 | 7.4 | 14.8 |
能明显看出,含水量与C-φ值都是反相关。
工程名称 | 试验编号 | 含水量W(%) | 内聚力C(Kpa) | 内摩擦角φ(°) |
济慈医院 | 17-1 | 12.0 | 5 | 35 |
38-1 | 19.2 | 13.1 | 28.1 | |
38-2 | 21.8 | 25.1 | 25.1 | |
38-3 | 23.9 | 25.4 | 17.2 | |
24-1 | 25.8 | 23.4 | 13.0 |
含水量与φ值有明显反向关系,与c值无明显关系。
近年应用三轴剪切试验逐渐增多。直剪仪应用直观,简便,经济,快捷,三轴仪可以完整反映试样受力变形直到破坏的全过程,但用土量大,试验时间长,两种剪切方法各有其特点。经同一场地试验对比,在试验曲线未做调整的情况下,三轴试验c值要略大于直剪试验,因此就需要有更多的试验数据做对比,将试验曲线调到合适的峰值。
参考文献
土力学 第三版 中国建筑工业出版社
土工试验方法标准(GB/T50123-1999)
工程地质手册(第四版)中国建筑工业出版社
王敏等《承德市地质环境调查报告》
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