基床系数试验方法与数据选取的探讨

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1、基床系数试验方法与数据选取的探讨唐文军:基床系数试验方法与数据选取的探讨基床系数试验方法与数据选取的探讨唐文军（铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津300251）摘要:结合轨道交通项目，对基床系数的试验方法和试验结果准确性进行探讨，针对不同试验方法得出基床系数差异性的特点,从机理到实际应用以及对试验结果的科学修正等问题均进行阐述•文中列举了各地区地铁轻轨项目关于基床系数的试验方法，试验经验数值,便于工程实施借鉴•基床系数试验应优先选择平板载荷试验及现场试验进行，但考虑场地实施,样品原状性等要求，选用三

2、轴法操作过程模拟现场试验应是今后发展的方向.关键词:基床系数;三轴;固结;试验中图分类号:U213.71文献标志码:A文章编号:1003—8825（2010JSO一0047—041基床系数的定义基床系数是地基土在外力作用下产生单位变位时所需的应力,也称弹性抗力系数或地基反力系数，可表为K:P/S（1）式中K为基床系数,MPa/m;P为地基土所受的应力,MPa;S为地基的变位,m.基床系数已广泛应用于城市轨道交通项目地基基础设计中，特别是地铁，地下基床系数与地基土的类别（砾状土，粘性土），土的状况（密度

3、，含水量），物理力学特性，基础的形状及作用面积受力状况有关•基床系数用于模拟地基土与结构物的相互作用，计算结构物内力及变位,因此准确测定基床系数十分关键•结构物是指受水平力，垂直力和弯矩作用的基础,衬砌及桩等;变位是指基础竖向变位，衬砌的侧向变位，桩的水平变位和竖向变位等.基床系数的确定方法通常用原位荷载板试验或试验现场测定.由于原位荷载板试验或.试验受场地的局限，勘察阶段适合测定表层土和施工阶段基坑开挖深度范围内土体的基床系数,在勘察阶段对不开挖的表层以下各土层很难直接通过实测方法测定，具体岩土勘察

4、过程中常用原位测试，室内试验，结合经验值等方法综合分析确定基床系数，但是基床系数试验及数值选取还有一些值得探讨的问题:①勘察阶段原位荷载板试验如何实施;②室内固结法，三轴法试验数据的选取；③建立土压缩模量和现场原位荷载板试验建立相关关系间接推算;④选择新方法模拟土的受力状态.2基床系数的试验方法.2.1由原位荷载板试验结果计算确定收稿日期：2010〜02—15作者简介:唐文军(1972一)，男,高级工程师.太沙基(Terzaghi,1955)认为,基床系数与荷载板的尺寸有关，标准荷载板为方形(30.5

5、cmX30.5cm),til可用.试验30cm圆板,考虑到荷载板尺寸的影响，值随基础宽度的增加而减小.对于砾状土,砂土上的条形基础为K()(2)对于粘性土上的条形基础为K二Kl(0.305/B)(3)式中为0.305m宽标准荷载板的标准基床系数或值.铁路常用的•荷载板试验是用直径为30cm的承载板，测定土的•值•其•值是指在P-s曲线上对应地基土变形为0.125em时的厂•值与变形的比值0=P25/0.125(4)基床系数现场荷载试验国内一般采用.荷载板试验作为标准的试验方法•但在勘察阶段，由于场地试

6、坑，费用的影响，很多地区勘察阶段实施困难，西安地铁勘察中就采用了圆形试坑的方法分土层，深度分别进行了现场荷载试验，为准确得出基床系数试验值提供了依据•基床系数K用不同的试验方法和试验条件，其结果会有较大的差别.为便于统一比较，建议•荷载板试验值作为标准基床系数值,即标准基床系数K.值应用.荷载板试验.对于设计中基床系数的取值，应考虑施工程序和施工过程中的结构变位，根据太沙基的尺寸效应公式由设计人员确定.2.2三轴试验法221三轴法试验过程三轴试验法是将土样经饱和处理后，在状态下固结，对一组土样分别做3

7、=koyh,orl=yh(5)n=A3/Aorl=0.0,0.1,0.2,0.3(6)?■48?路基工程SubgradeEngineering2010年增刊不同应力路径下的三轴试验(慢剪)，得到△，一△•曲线，求得初始切线模量或某一割线模量，定义为基床系数,三轴法将士样还原至原位地应力状态，应力路径清晰.2.2.2三轴法基床系数的修正由于三轴试验高径比为1:2.5,基床系数计算釆用变形1.25mm的对应应力，可基本消除压缩层的影响,只需对试验受压直径d二0.039lm(基础宽度0.0391in)进行修

8、正,由式⑵，式⑶可得对于砾状土，砂土上的条形基础K=0.0516K(7)对于粘性土上的条形基础Kl=0.128K(8)如果三轴试样直径d变化，相应代入式(2),式(3)基础宽度B也对应变化;根据试验直径进行尺寸效应修止(基础宽度)，试验结果更与原位荷载板试验结果接近.2.3固结试验法2.3.1以应力-•变形关系确定基床系数:X⑼el一e2ho式中:一为应力增量;e.—e为相应的孔隙比减M；e:(el+e2)/2.2.3.2固结法基床系数的修正固结试验土样