扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)確定軟土靜止側(cè)壓力系數(shù)

1、1扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)確定軟土靜止側(cè)壓力系數(shù)朱帆濟(jì)於李軍(武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司湖北武漢430015)摘要：常用的靜止側(cè)壓力系數(shù)的測(cè)試方法有土工試驗(yàn)和原位測(cè)試方法。本文針對(duì)南京的軟土層，展開(kāi)側(cè)壓儀試驗(yàn)和扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)，對(duì)比分析試驗(yàn)結(jié)果，提出利用扁鏟數(shù)據(jù)計(jì)算靜止側(cè)壓力系數(shù)的公式。關(guān)鍵詞：軟土；靜止側(cè)壓力系數(shù)；側(cè)壓儀；扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)中圖分類號(hào)：TU413文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ASoftSoil’sCoefficientofEarthPressurea

2、trestCalculationUsingtheFlatDilatometerTestZhuFanjiLiuYazhouYuLijun(WuhanMunicipalEngineeringDesignlateralpressureapparatusflatdilatometertest1概述概述靜止側(cè)壓力系數(shù)（K0）是一個(gè)重要的巖土參數(shù)，實(shí)際應(yīng)用范圍廣泛。如頂埋管道、地下洞室邊墻和隧道襯砌等地下結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)都需要準(zhǔn)確的靜止側(cè)壓力系數(shù)。靜止側(cè)

3、壓力系數(shù)一般通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)求得，水利部土工試驗(yàn)規(guī)程介紹了靜止側(cè)壓力系數(shù)的試驗(yàn)方法【1】。原位測(cè)試也可用于確定靜止側(cè)壓力系數(shù)，巖土工程勘察規(guī)范指出【2】，結(jié)合扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)指標(biāo)和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，可以確定靜止側(cè)壓力系數(shù)。由于扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的相對(duì)不足，因此，須將室內(nèi)土工試驗(yàn)和扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)接合使用，以便準(zhǔn)確獲得靜止側(cè)壓力系數(shù)。2土工試驗(yàn)確定靜止側(cè)壓力系數(shù)土工試驗(yàn)確定靜止側(cè)壓力系數(shù)室內(nèi)土工試驗(yàn)測(cè)定K0系數(shù)的方法和儀器主要有側(cè)壓力儀法和三軸儀法。側(cè)壓儀

4、法是國(guó)內(nèi)應(yīng)用較早的一種靜止側(cè)壓力系數(shù)的試驗(yàn)方法。隨測(cè)試方法不同側(cè)壓力系數(shù)試驗(yàn)分三種情況即不考慮孔隙水壓力、考慮孔隙水壓力和動(dòng)荷載下的試驗(yàn)隨工程設(shè)計(jì)需要選用。比較常用的是在排水條件下的靜止側(cè)壓力系數(shù)K0：土體在無(wú)側(cè)向變形的條件下側(cè)向有效應(yīng)力與軸向有效應(yīng)力之比3?1?即。130???K2.1側(cè)壓儀的試驗(yàn)方法側(cè)壓儀測(cè)試的基本原理十分直觀即要求試樣在側(cè)向不變形的條件下增加軸向應(yīng)力，量測(cè)軸向應(yīng)力和側(cè)向應(yīng)力（）)(1?3?的增量。側(cè)壓力儀是在固結(jié)儀

5、基礎(chǔ)上改裝的，試驗(yàn)時(shí)將Φ6.18cm4cm環(huán)刀制備的飽和試樣推入容器的環(huán)形膜中再將K0容器置于固結(jié)儀加壓框架下按固結(jié)試驗(yàn)的方法逐級(jí)施加軸向力量測(cè)側(cè)向力。各級(jí)荷載下土的側(cè)向有效應(yīng)力由儀器壁上壓力傳感器測(cè)得。3?試樣的裝配情況參見(jiàn)圖1。圖1側(cè)壓力儀結(jié)構(gòu)示意圖Fig1Generallayoutofthelateralpressureapparatus2.2試驗(yàn)的注意事項(xiàng)①試樣頂、底二端處于排水狀態(tài)并保持土樣在試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)側(cè)向變形。②由于受壓室

6、中的膜是固定在容器中的膜土之間不可避免地存在著間隙因此，試驗(yàn)的關(guān)鍵是將膜與試樣緊貼、受壓室中無(wú)氣。③試驗(yàn)時(shí)選用薄的乳膠膜。因橡膠膜過(guò)厚、且硬在受壓時(shí)產(chǎn)生的壓縮變形明顯側(cè)壓力損失很大，致使所測(cè)K0值偏小。④按理論要求應(yīng)取土樣固結(jié)完成后的值。本試驗(yàn)中，土樣受壓后其側(cè)向應(yīng)力3?3Marchetti推薦公式計(jì)算的結(jié)果與式4的計(jì)算結(jié)果基本一致。表1K0值及驗(yàn)算結(jié)果Table1theresultoflabtesttocalculateK0校驗(yàn)方法1

7、校驗(yàn)方法2編號(hào)取樣深度（m）K0（側(cè)壓儀試驗(yàn)結(jié)果）（）?K0IPK0G514.000.5729.70.5014.40.46G526.000.5630.90.4915.20.47G538.000.5429.70.5014.60.46G5410.000.5531.20.4813.20.45G714.000.5629.10.5115.20.47G726.000.5528.30.5313.70.45G738.000.5631.20.4814.9

8、0.46G7410.000.5629.80.5013.30.45G914.000.5530.10.5014.50.46G926.000.5729.40.5115.90.47G938.000.5528.10.5315.20.47G9410.000.5730.60.4913.90.46軟粘土層K0平均值0.560.500.46表2扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)K0結(jié)果Table2theK0resultoftheDMTtest孔號(hào)Marchetti推薦公式Lu

9、nne推薦公式G50.400.43G70.490.47G90.460.47軟粘土層K0平均值0.450.46（2）K0值有隨深度增加逐漸變小的趨勢(shì)，但變化幅度不一樣。對(duì)G5孔，式3計(jì)算的K0值變幅為0.30～0.56，式4的變幅為0.37～0.5。對(duì)G7孔，式3計(jì)算的K0值變幅為0.39～0.65，式4計(jì)算K0的值從0.41～0.55。對(duì)G9孔，式3計(jì)算的K0值變幅為0.37～0.55，式4計(jì)算K0的值從0.44～0.50。從圖中看出，