土的粘聚力取值分析

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1、◎研究与应用土的粘聚力取值分析孙晓东，王丹（沈阳建材地质工程勘察院，辽宁沈阳110004）［摘要］基坑开挖经过降水排水，土中孔隙水应力逐渐消失，抗剪强度有所增加，对降水排水的基坑可以将土的粘聚力C值、内摩擦角φ值适当提高。与此相反的是表观粘聚力因含水量增加将逐渐降低，直至饱和时吸附强度完全消失，因此须注意如何应用C值，否则在设计施工中将会产生失误。［关键词］粘聚力；表观粘聚力；含水量；时效性［中图分类号］TU471［文献标识码］B［文章编号］10.3969/JISSN1009-0142.2010.03.008陷性的黄土遇水后粘聚力几乎完全消失，但脱水干燥后仍可1引言逐渐恢复。随着城市建

2、筑密度和高度的增加，基坑工程越来越多。一般在计算砂层的土压力和抗剪强度时，均认为砂土无一方面，建设方希望能用最低的造价取得最合理的结果，粘聚力，只有内摩擦角。事实上，砂土多在安全与经济之间寻找平衡；另一方面承建方（施工颗粒之间的咬合作用以及自然沉积的非饱和砂土（一般方）为了取得承建权，往往在基坑支护方式上做文章，降均含有粘粒，只是含量多少不同）是存在结构联结强度或表低工程质量，甚至采取减低安全系数的方法，使得基坑塌观粘聚力的，这一现象很早就已发现，如密实的卵石可以直方等安全事故时有发生。与此相反的是有的基坑未采取任立，又如文献［3］提到的土的粘聚力标准值和岩石的似内何支护措施垂直开挖几

3、米而未出现问题，如清华大学附近摩擦角。再如弗雷德兰德（Fredlund）提出的“吸力”的概的一个基坑接近垂直开挖到9m，又如大连火车站东侧出念，笔者建议将此概念统一到“表观粘聚力”。租车乘降站改造工程基坑接近垂直开挖到8.0（E—H3土的粘聚力C取值轴）、9.4m（A—E轴）都没有出现塌方。产生这种差异的原因是基坑支护计算方法不同还是岩土工程参数取值3.1利用岩土工程勘察报告或文献［3］等资料确定土的粘聚不合理？本文结合基坑工程事例，从土的粘聚力角度对此力C值问题进行探讨。利用岩土工程勘察报告中土的直剪试验、三轴压缩试验结果确定C值，或根据孔隙比、天然含水量、塑限等物理、2土的粘聚力C

4、力学性质指标确定C值。表1节选自文献［3］。土在外力作用下抵抗剪切滑动的极限强度称为抗剪强3.2利用土方（粘性土）垂直壁最大开挖高度hmax确定土的度。土的抗剪强度可以认为是由颗粒间的内摩阻力以及由胶粘聚力C值结物和束缚水膜的分子引力所造成的粘聚力所组成。用常规土方（粘性土）垂直壁最大开挖高度hmax可采用下式试验方法所求得的粘聚力C值中均包含有稳定的真粘聚力和计算［4］：不稳定的粘聚力两种组成部分。真粘聚力即粘聚力，是指粘hmax=2C-qφγ性土的结构联结产生的抗剪强度，其数值等于强度包线在剪Kηg!45°-"2应力轴上的截距。不稳定的粘聚力即表观粘聚力，是指由吸式中：q———均布

5、荷载（kPa）；附强度或砂土颗粒之间的咬合作用形成的不稳定粘聚力。真K———安全系数（一般取1.25）；粘聚力比较稳定，大致范围在5～10kPa，由吸附强度形成的γ———坑壁土的重度（kN/m3）；不稳定表观粘聚力强度很大，可达20～80kPa。但表观粘聚———坑壁土的内摩擦角（0）；力受含水量影响很大，在地层吸水后，其吸附强度逐渐降C———坑壁土的粘聚力（kPa）；低，直至饱和时完全消失，如文献［2］，岩体结构面内软弱从上式中可以看出，除周边环境外，决定土方（粘性物质———泥质的抗剪强度受含水量影响很大，在低湿度压密土）垂直壁最大开挖高度hmax主要是岩土抗剪强度指标C、状态下的断层

6、泥粘聚力C值可达50~100kPa，内摩擦角φ可φ值，C、φ值越大，土方（粘性土）垂直壁最大开挖高度达170~200。而浸水后，C值一般低至5~20kPa。又如黄土hmax越大，反之亦然。这就是为什么基坑垂直开挖至一定的粘聚力较高，除了土颗粒分子间存在是相互吸引力外，包深度而不塌方的主要原因。当假定q=0，K=1时，可以通过裹土颗粒的盐分如CaCO3、MgCO3、CaSO4、NaCO3及NaCl上式反求粘聚力C值。见下表2。等胶结作用对黄土强度起者决定性的作用。此外，黄土中的3.3依据基坑实测资料反求土的粘聚力C值粘粒（粒径＜0.005mm＝组分对土骨架也产生胶结作用，干燥（1）北京医

7、院急诊楼工程［5］，基坑深度H=8.4m；地的黄土（含水量3%～7%）C值可达250～300kPa。但具有湿质情况：杂填土、粉质粘土、砂质粉土和粘质粉土、细细砂；基坑支护做法：φ800悬臂桩，桩顶标高-2.0m，桩距［收稿日期］2010-03-1239辽宁建材2010年第3期1.5m，桩入土嵌固4.46m，地面荷载20kPa，设计γ=19.5主动土压力为设计的1/3，被动土压力为朗肯土压力的1/2。kN/m3，C=18kPa，φ=250。测量桩