土的设计参数测定(原位测试与现场试验)

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1、土的设计参数测定(原位测试与现场试验)同济大学高大钊原位测试与现场试验两者的相同点都是在现场进行的，与土体的原始物理状态、应力状态等有关。原位测试是在土体的局部施加荷载测定土的反应以估计土的指标，如强度指标、变形指标等。现场试验是在比较大的范围内施加荷载测读土的综合反应，用于检验设计计算的正确性，测定施工过程中地基土的反应，估计宏观的指标范围以校正原位测试或室内试验的结果。这两种试验与土力学的关系1.原位测试与现场试验的基本原理大部分基于土力学的理论2.原位测试与现场试验的分析计算为土力学的计算提供参数3.原位测试与现场试验的发展离不开土力学的

2、支撑内容一、地面荷载作用下的变形与承载能力课题二、深层荷载作用下的变形与承载能力课题三、有效应力原理与渗透固结四、轴对称圆筒扩张课题五、现场试验的试验设计地面荷载作用下的变形与承载能力课题堆载试验与平板载荷试验都是施加地面荷载的试验；测定荷载与地面变形曲线，要求高的还应有深层的变形或应力的测定；用于测定地基的承载能力；用于测定地基的变形模量。模拟建筑物加载过程平板载荷试验与工程实际的差别1.压板面积的尺寸效应2.试验的影响深度3.层状土的问题4.时间效应5.埋深影响的问题6.堆载试验可在一定程度上解决尺寸效应带来的问题地面荷载作用下的土力学问

3、题1.Boussinesq解的应用2.基础刚度对反力分布的影响3.变形模量与压缩模量的关系4.地基承载力的弹塑性分析5.地基承载力的刚塑性分析Boussinesq解的应用什么是Boussinesq课题？Boussinesq课题是荷载作用于弹性半无限体表面，研究半无限体内的应力与变形的分布规律。平板载荷试验的变形模量的计算公式就是在Boussinesq解的基础上得到的。集中荷载作用下的地表沉降基础刚度对底面反力分布的影响实际基础与荷载的理想分布之间存在差别；实际基础具有一定的刚度，具有扩散、分布荷载的作用；基础越柔，基础底面反力的分布越与荷载的分

4、布趋于一致；基础越刚，反力的分布越不均匀；在荷载增加的过程中，反力分布从马鞍形变为覆钟形。柔性基础和刚性基础比较如果基础上作用着均布荷载，绝对柔性基础的反力也是均布的；但各点的沉降是不相等的，中点最大，边缘次之，角点最小。绝对刚性基础各点的沉降是相等的，但反力分布是不均匀的；在弹性阶段，中点最小，边缘次之，角点最大。绝对柔性基础沉降矩形面积上的均布荷载：角点沉降角点沉降系数m为矩形面积的长宽比绝对柔性基础中点沉降绝对柔性基础的平均沉降绝对刚性基础的沉降基础底面保持平面在中心荷载作用下沉降系数表圆形方形矩形（l/b）1.01.52.03.04.0

5、5.010.0100c0.640.560.680.770.890.981.051.272.0001.001.121.361.531.781.962.102.534.00m0.850.951.151.301.531.701.832.253.69r0.790.881.081.221.441.611.722.123.40偏心荷载作用下刚性基础的倾斜圆形基础矩形基础变形模量用绝对刚性基础的沉降计算的公式系数取0.79（圆形板）0.88（方形板）称为泊松比即侧膨胀系数两种极端的情况不可压缩的液体，其侧膨胀系数＝0.5；刚体的侧膨胀系数

6、＝0；当＝0.5时，K0＝1；当＝0时，K0＝0；泊松比与侧压力系数的理论关系静止侧压力系数的试验室测定静止侧压力系数测定装置的基本要求：a．满足土体无侧向变形的条件b．施加在试样上的竖向力和侧向力必须符合主应力的条件c．无滞后地反映土体中的应力、应变和孔隙水压力的变化原位试验测定静止侧压力系数静止侧压力系数还可以用原位试验测定，从原理上说，旁压试验和扁铲侧胀试验都可以测定静止侧压力系数，但预钻式的旁压仪由于孔壁的应力释放和缩径，已无法恢复到原来的状态；自钻式旁压仪可以用零侧向变位的方法来计算侧压力；根据扁铲侧胀试验的资料，可以用下式

7、计算水平应力指数KD和扁胀指数ID由扁胀指数KD求侧压力系数:泊松比的经验数值土的类别及状态泊松比碎石土0.15~0.20砂土0.20~0.25粉土0.25粉质粘土坚硬状态0.25可塑状态0.30软塑及流塑状态0.35粘土坚硬状态0.25可塑状态0.35软塑及流塑状态0.45关于变形模量计算公式的讨论1.承压板是刚性还是柔性的？2.荷载作用面的标高在地面还是在基础底面？3.压板底面压力的分布是均匀分布还是不均匀的？4.对层状土的试验如何分析？5.变形模量的应力应变条件是什么？变形模量是在什么条件下应力应变关系曲线的斜率变形模量是在单轴侧向自

8、由膨胀条件下的应力～应变关系曲线的斜率。一个非常重要的概念载荷试验时，整个土体处于侧向有限膨胀的状态；但用弹性理论计算得到的变形模量的变形条件是单元体