2010年巖土工程師復習指導:原位試驗-載荷試驗

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(一)目的
    確定地基土的臨塑荷載、極限荷載,為評定地基土的承載力提供依據(jù);
    確定地基土的變形模量;
    估算地基土的不排水抗壓強度;
    確定地基土的基床反力系數(shù);
    估算地基土的固結(jié)系數(shù);
    確定濕陷性黃土的濕陷起始壓力判別土的濕陷性。
    (二)試驗設(shè)備
    1、反力裝置
    地錨法:以若干個地錨作為反力裝置;
    堆載法:以鐵塊、砼塊放置在承載臺上作為反力;
    錨樁法:把加壓架固定在基樁上作為反力。
    2、加壓裝置
    油泵、千斤頂、力傳感器等。
    3、記錄裝置
    百分表、位移傳感器等。記錄儀表。
    4、承載板(圓形或方形)
    地基土0.25——0.5㎡;基樁直徑一致;復合地基與單樁加固的地基土面積相同。
    (三)試驗方法
    1、試坑的大小:不小于承壓板直徑的3倍。
    2、加荷等級:不少于8級,加荷不小于設(shè)計荷載的2倍(試驗樁)。第一級荷載可加等級荷載的2倍。
    3、試驗方法
    快速法:2h加一級荷載,共加8~10級;
    穩(wěn)定法;<0.1mm/h后開始加下級荷載。
    4、相等穩(wěn)定標準和終止試驗的條件
    地基土應根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》。
    相對穩(wěn)定標準:連續(xù)二小時內(nèi),每小時的沉降量小于0.1mm.
    1)承壓板周圍的土明顯側(cè)向擠出;
    2)沉降急劇增大,P——S曲線出現(xiàn)陡降段;
    3)24h內(nèi),沉降隨時間近等速或加速發(fā)展;
    4)s/b≥0.06。
    復合地基應根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》。
    相對穩(wěn)定標準:在1小時內(nèi)的沉降量小于0.1mm。
    1)沉降急劇增大、土被擠出或壓板周圍出現(xiàn)明顯的隆起;
    2)累計沉降量大于b(ord)的6%;
    3)當達不到極限荷載時,總加載量已為設(shè)計要求的2倍以上。
    基樁應根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》。
    相對穩(wěn)定標準:在1小時內(nèi)的沉降量小于0.1mm。
    1)某級荷載作用下,其沉降為上級的5倍;
    2)某級荷載作用下,其沉降為上級的2倍,且經(jīng)24h尚未達到穩(wěn)定;
    3)已達到錨樁的抗拔力或壓重平臺的重量時。
    (四)載荷試驗曲線
    1、p~s曲線;
    2、lgt~s曲線;
    3、lgp~lgs曲線;
    4、△s~△p曲線等等。
    (五)基本原理
    Ⅰ:p-s呈直線,
    Ⅱ:p-s變?yōu)榍€,
    Ⅲ:p-s變?yōu)槎附刀危?BR>    (六)確定地基土的變形模量
    地基土的變形模量是根據(jù)p-s曲線的初始直線段,并假設(shè)一剛性板作用在均質(zhì)各向同性的彈性半無限體的表面,由彈性理論可得。
    淺層平板載荷試驗按下式計算:E0=I0IIK(1-μ2)d (1)
    式中:E0-載荷試驗的變形模量;
    I0-當承壓板位于半無限體表面時的影響系數(shù);
    對于圓形板:I0=0.785(π/4);對于方形辦I0=0.886.
    II-當承壓板在半無限體表面以下深度為z時的修正系數(shù);
    當zd,II =0.5+0.23d/z;
    K-p-s曲線直線段斜率;對于緩變形曲線,一般對前4-5點進行直線擬合后取值;
    μ-土的泊松比,卵石、碎石取0.27;砂、粉土為0.3;粉質(zhì)粘土為
    0.35;粘土為0.42;在不排水條件下的飽和粘性土可取0.5;
    d-承壓板的直徑或邊長。
    深層平板載荷試驗和螺旋板載荷試驗按下式計算: (2)
    式中:p—p-s曲線線形段的壓力(kpa)
    d—承壓板直徑或邊長(m)
    s—與p對應的沉降(mm)
    對于平板載荷試驗來說,規(guī)范規(guī)定:試坑的直徑應大于3倍的承壓板的直徑。
    (七)確定基床系數(shù)
    根據(jù)承壓板邊長為30cm的平板載荷試驗按式計算
    (八)承載力特征值
    一般取p0作為地基土的承載力特征值。對緩變形曲線按s/d取值。
    (九)關(guān)于承載力特征值和修正后的承載力特征值
    承載力特征值(fak):指由載荷試驗測定的地基土壓力變形曲線線性變形階段內(nèi)規(guī)定的變形所對應的應力值,其值為比例界限。
    修正后承載力特征值(fa):根據(jù)基礎(chǔ)的實際大小和埋深,對承載力標準值進行深度和寬度修正后得到的承載力,稱之為承載力設(shè)計值。
    fa=fak+ηbγ(b-3)+ ηdγm(d-0.5) (2)
    式中 ηb、ηd-基礎(chǔ)寬度和深度修正系數(shù),按基底下土類查表取用;
    (十)適用條件
    較好地模擬建筑地基的工作條件,對于確定承載力和變形模量是可靠的;
    缺陷:受荷面積較小,加荷后的影響深度為(1.5~2)d(承壓板的直徑或邊長);
    加荷時間較短,不能提供建筑物的長期沉降資料。