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1、基床系数室内试验方法第31卷第2期2010年4月华北水利水屯学院JournalofNoahChinalnstituteofWaterConservancyandHydroelectricPowerVol.31NO.2Apr.2010文章编号:1002—5634J2010）02—0071—03基床系数室内试验方法姜彤,出明磊，曹继辉,陈芳.（1.华北水利水电学院，河南郑州450011;2.建研凯勃建设工程咨询有限公司，北京100013;3•河南省水利科学研究院，河南郑州450011）摘要:在郑州市地铁1号线岩土勘察工程中
2、，为了准确测得基床系数,运用了固结试验法和三轴试验法两种室内试验方法，同时运用Terzaghi的尺寸修正经验公式对室内试验直接测定的基床系数进行修正，给出适用于郑州地区的基床系数修正公式.最后通过室内试验结果与经验值进行了对比，验证了固结试验法和三轴试验法两种室内试验方法及修正方法的可行性，合理性.关键词:基床系数;尺寸效应;固结试验;三轴试验中图分类号:U213.1:TU470文献标志码:A近年来，随着社会经济不断发展，城市人口迅速增加，车辆也大幅增多,给城市带来交通拥堵，环境污染等一系列问题，在倡导”低碳牛活”的今
3、天，许多国家发展城市公共交通来缓解交通拥挤，降低能源消耗,减少环境污染，而”快速，安全，舒适，便利”的地铁成为首选的城市公共交通工具•要想设计出既经济又安全，合理的地铁，需要岩土工程勘察为设计单位提供准确的地质数据，首要问题是准确,合理地确定基床系数K(地基土所受应力与相应土体变形量之比，即K:p/s).笔者通过对郑州市地铁1号线岩土工程勘察中所运用的基床系数确定方法和所遇到的问题进行分析，对基床系数确定方法及数值修正提出一些建议,对实际应用具有指导意义.4-=0305,(2)8..*—/式中:s为土体的变形量,mil
4、l;s为荷载板(基础)宽度为30.5cm时土体的变形量,mm;B为荷载板(基础)直径或边长,in.根据文献［引规定，基床系数在现场测定时宜釆用K,・方法,即采用直径为30.5em的荷载板进行加载试验直接测定土体的基床系数K,.值.结合上述经验公式(1)-(2)可以把室内试验测得的基床系数换算成K;•值：砂土=,(3)粘性土Kt.:BK=3.28BK.(4)1尺寸效应问题2基床系数室内试验方法及修正影响基床系数大小因素很多，除了土的类别，物理力学特性，埋深，地下水等因素外,基础尺寸的影响比较明显•早年，奥地利土力学家Te
5、rzaghi对砂土做过大量的载荷板试验，分析试验结果发现，荷载板(基础)的宽度对地基土的变形有显着影响，并得出两者Z间的关系式si(B+0.305)；对于粘性土,其土体变形与荷载板(基础)宽度基本呈线性关系2.1固结试验法2.1.1固结试验法按照文献［4］的要求对试样进行
6、占I结试验.待土样在每级压力下固结稳定后记录其沉降量，通过应力与孔隙比的关系推算出基床系数的表达式固：・,(5)el一2n0式中:K目为固结试验法获得的基床系数值，MPa/m;p一p为应力增量,MPa;e一e:为相应的孔收稿日期:2009—12—20
7、作者简介:姜彤(1973一)，男，浙江天台人，副教授，博士，主要从事岩土工程方面的研究72华北水利水电学院2010年4月隙比减量;e=(e.+e:)/2;为土样的试验高度,m.2.1.2固结法K值修正室内固结试验与现场载荷板试验之间的应力状态,变形差异很大，而且又受到尺寸效应的影响,K目与经验值往往相差较大，因此需进行修正.用透水板直径(61.5mm)取代荷载板(基础)直径，值修正为砂土二o・113K〜,(十)砂土K.0',(6)00615一粘性土二一=0?202K~?(7)2.2三轴试验法2.2.1三轴试验法首先把
8、饱和处理过的试样在状态(各向差异应力状态)下固结至稳定，然后进行三轴CD慢剪试验•由于试验时应力应变关系曲线初始直线段不明显，要求得初始切线模量非常困难.根据康德，邓肯的建议，在0『为常量下，三轴试验得应力应变关系近似双曲线关系，如图1所示，其关系式为门口_I轴向应变e可得表述s・/(一,)一线性关系表达式二0+b,・(9)1一占3笔者经过分析大量试验数据后，发现(or—,)最大值的60%和90%两点的连线能够很好地拟合./(orn占.线性关系，得到口和b(8为直线在纵坐标上的截距;b为直线的斜率)，如图2所示，继而
9、计算岀基床系数1K轴〜音?(0)图2变换纵坐标的双曲线2.2.2二轴K但1止三轴试验在较大程度上模拟了天然状态下土样的受力情况,可以只考虑尺寸效应的影响，用试验直径(39.1mm)取代荷载板(基础)直径,K值修正为：砂土，粉土==..516K轴,(11)粘性土=_o・128K~・(12)⑻3试验验证三应专鬲甫MPa;原状空:为初始
