综合分析法在确定土质地基承载力中的应用.doc
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1、精品论文大集合综合分析法在确定土质地基承载力中的应用李健 河海大学土木工程学院,江苏南京 (210098) E-mail:摘要:本文主要论述了在鲁西平原地区利用综合分析法提取岩土工程勘察报告中的土质地 基承载力的特征值,首先系统的描述了综合分析法的工作原理;其次是选取了当地一个勘察工程,根据当地的工程经验分别利用静力触探试验、标准贯入试验、土工试验确定承载力特 征值,在这三个数值的基础上运用综合分析方法确定了本工程的承载力特征值,经静荷载试验验证符合要求,为建设方节省了建设资金,同时也保证了工程的安全性,避免了经验取值 过于保守的现象,为力学参数的取值在经验的基础上增加了理论分析的元素。关键词
2、:综合分析法;静力触探试验(CPT);标注贯入试验(SPT);土工试验 中图分类号:TU191. 引 言岩土工程勘察在现阶段仍是一门经验性比较强的科学,岩土工程勘察技术人员在提取土 质地基力学参数地基承载力特征值时主要依据静力触探试验、标准贯入试验、土工试验; 笔者认为这三种方法各自具有自己的优缺点,如果分别用这三种方法确定力学参数,根据当 地工程经验,可能适用,但有时也可能使所取参数的安全系数偏低或过于保守,这势必对工 程地基基础的设计造成较大的影响。在这种情况下,笔者认为把这三种方法有机的结合起来, 综合分析各种方法的优缺点,分析各种方法的工作条件和所提取的力学参数的可靠性,基于 这种思想
3、,通过一个具体的工程来验证综合分析法可用性。2. 综合分析方法的原理2.1 当地在工程勘察中主要利用的三种方法将静力触探探头恒速压入土中,由于土层的阻力,使探头受到一定的压力;土层的强度 越高,探头受到的压力越大。通过探头内的阻力传感器,将土层的阻力转换为电信号,然后 用电子仪表测量出来,目前在国内工程静力触探中比较常用的是电桥原理。静力触探试验通 过探头传感器实现一系列量的转换:土的强度土的阻力 传感器的应变电阻的变化 电压的输出,最后用电子仪表放大和记录下来,达到获取土的强度和其他指标的目的1。标准贯入试验是利用一定的锤击能量,将一定规格的探头打入土中,根据贯入的难易程 度来判定土的性质。
4、锤击能量一部分用于克服圆锥探头的贯入阻力,称为有效能量;另一部 分消耗于锤与触杆的碰撞、触探杆的弹性变形及与孔壁土的摩擦等,称为无效能量,其中有 效能量可表示为 Q( 为锤击效率、Q 为穿心锤的重量)。那么触探头的单位贯入阻力为 Qd(kPa),则 Qd=QHN/Ah(H 为穿心锤的落距、A 为触探头的横截面积、h 为贯入深度、N 为 锤击数),可见探头的单位贯入阻力和锤击数 N 成正比关系1,由此可见可由锤击数反映岩土地基的力学参数。室内压缩试验是在固结仪上分级加荷,某一级荷载 Pi(kPa)作用下压至变形稳定时,测出 土样在该级荷载作用下的稳定变形量 Si(mm),再加下一级压力,试验完毕
5、后,得到各级压力及 其相应位移的一组数:Pi,Si(i=1,2,3,n),由于室内压缩试验是在侧限的条件下进行的,土体 试样在受压前后的截面积是不变的,同时我们假设土颗粒的体积是不变的,可得在每级荷载 下的孔隙比 ei=eo-Si/ho(1+eo)(eo 为天然孔隙比、ho 为土体试样的原始高度)。由上式可见- 4 -ei 与 Si 成直线关系,可得 e-lgp 曲线如图 1 所示:e12.5lgp(kPa)lgps(mm)图1 e-lgp曲线 图2 s-lgp曲线可见在 e-lgp 曲线中前段和后段都接近于直线,而中间段为曲线。土样在某级荷载作用下达 到变形稳定时相应的应变值 i=Si/ho
6、, 可得在每级荷载下的孔隙比 ei=eo-i(1+eo),则 e-lgp 曲线、- 曲线与 slgp 曲线的外观形式相同,一般粘性土的 slgp 曲线如上图 2 所示2。 在实际操作中土工试验的受力情况和静荷载试验的受力情况是相似的,根据静荷载试验的方 法,我们取直线段端点(比例极限)作为地基承载力的标准值。2.2 综合分析法的原理在工程中我们经常会用到以上三种方法,但我们只是停留在各自为政的境界,只是利 用其中一种方法,而忽视了它们之间的有机联系,笔者认为在工程应该综合利用这三种方法。 我们在规范操作各种试验方法的基础上,得出各自的试验值了,然后我们综合分析各种方法 的局限性可能造成的试验数
7、值的偏差,对所有的数据进行互相对比验证,对试验数据进行调 整,最后确定更加符合实际的承载力特征值。2.3 试验中所得原始数据的处理方法在每种试验中我们都会得到大量的原始数据,但由于各种原因的存在,有时数据之间 有很大的差距,甚至不具有代表性。在这种情况下我们主要采用了格拉布斯(Grubbs)方法, 去除异值,然后利用文献3中提供的下列统计学公式求取各种原始数据的标准值,再将数据 的标准值代入地区性的经验公式,求出所需的地基承载力标准值。Ak=RsAmRs=1 (1.704/ N + 4.678 / N 2 )Ak:数据的标准值;Rs:统计修正系数;Am:数据的算术平均值;N:数据的个数;:变异
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- 关 键 词:
- 综合分析 确定 土质 地基承载力 中的 应用
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