天津地區(qū)軟土地層土工試驗(yàn)方法的探討

1、<p>　　天津地區(qū)軟土地層土工試驗(yàn)方法的探討</p><p>　　【摘 要】許多工程施工中，如建筑、橋梁、公路、鐵路，經(jīng)常會(huì)遇到軟土地層，因其具有含水率高，孔隙比大，抗壓強(qiáng)度低，滲透系數(shù)小，且壓縮性高，靈敏度高等特性，常常會(huì)給施工帶來諸多不便，因此提供其準(zhǔn)確可靠的土工試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)，采用切實(shí)可行的土工試驗(yàn)方法，為以后的施工提供保障，是極其重要的。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】

2、軟土地層；工程特性；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；試驗(yàn)方法。 </p><p><b>　　一、概述 </b></p><p><b>　　1 軟土的概念 </b></p><p>　　有關(guān)軟土的定義，各專業(yè)技術(shù)部門的定義標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，國內(nèi)也暫無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，一般來說，在巖土工程土工試驗(yàn)中，軟土是指天然含水率大、壓縮性高、承載能力低的一種軟塑到流

3、塑狀態(tài)的黏性土，如淤泥、淤泥質(zhì)土以及其它高壓縮性飽和黏性土、粉土等。在《巖土工程規(guī)范》（GB50021-2001）中規(guī)定，天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水率大于液限的土應(yīng)定為軟土，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭土等，其壓縮系數(shù)大于0.5Mpa-1，不排水抗壓強(qiáng)度小于30Kpa，從外觀上看，多數(shù)是以灰色或黑灰色為主的細(xì)黏性土。 </p><p>　　2 軟土在天津地區(qū)的分布 </p><p

4、>　　軟土主要為細(xì)黏性土，其礦物成分以高嶺石、伊利石、蒙脫石為主。天津地區(qū)軟土為海相層土，它主要分布在渤海灣的津沽地區(qū)。 </p><p>　　3 軟土的工程特性 </p><p>　?、藕矢?孔隙比大。軟土的含水率在35%～80%之間，孔隙比一般在1.0～2.0之間，軟土的基本物理特征直接影響到土的壓縮性和抗剪強(qiáng)度。 </p><p>　?、瓶辜魪?qiáng)度低

5、。軟土的天然不排水抗剪強(qiáng)度一般為5～25Kpa。 </p><p>　?、菈嚎s性較高。軟土正常固結(jié)的壓縮系數(shù)為0.5～1.5Mpa-1，有時(shí)可達(dá)4.5Mpa-1，其壓縮性往往隨著液壓的增大而增加。 </p><p>　?、葷B透性較差。軟土的滲透系數(shù)一般為 K=10-6～10-8㎝/s。 </p><p>　?、山Y(jié)構(gòu)性明顯。天津地區(qū)海相軟土呈現(xiàn)為絮凝結(jié)構(gòu)，受到擾動(dòng)后，

6、絮狀結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，強(qiáng)度顯著降低。 </p><p>　?、柿髯冃燥@著。軟土具有顯著的流變性。 </p><p>　　二、軟土地層的土工實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 </p><p>　　一般來說，要進(jìn)行適合全部性狀的土工實(shí)驗(yàn)，在通常的技術(shù)條件下是有困難的，所以施工方的技術(shù)人員會(huì)根據(jù)施工要求和事先參考的地層狀況來要求我們進(jìn)行一些必要的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。軟土的土工實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為以下兩類： </

7、p><p>　　1 軟土的物理性試驗(yàn)（簡(jiǎn)稱物性試驗(yàn)） </p><p>　　軟土的物性試驗(yàn)項(xiàng)目有：密度試驗(yàn)、比重試驗(yàn)、含水率試驗(yàn)、界限含水率（液、塑限）試驗(yàn)。它主要用于土的定名、工程分類及判定其狀態(tài)等。 </p><p>　　2 軟土的力學(xué)性試驗(yàn) （簡(jiǎn)稱力性試驗(yàn)） </p><p>　　軟土的力性試驗(yàn)項(xiàng)目有：滲透試驗(yàn)、固結(jié)試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)（包括固結(jié)

8、剪切和直接剪切）、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、三軸剪切試驗(yàn)和靜止側(cè)壓力試驗(yàn)等，其主要目的是直接提供設(shè)計(jì)參數(shù)，如滲透系數(shù)、變性參數(shù)、固結(jié)系數(shù)、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)、靜止側(cè)壓力系數(shù)等。通常情況下，軟土的常規(guī)試驗(yàn)只要求做前三項(xiàng)的力性試驗(yàn)。工程有特殊要求時(shí)后三項(xiàng)的力性試驗(yàn)會(huì)少量地做一些，以加快工程的進(jìn)度。 </p><p>　　三、軟土地層的土工試驗(yàn)方法 </p><p>　　基于軟土的一系列特性，其實(shí)驗(yàn)成果會(huì)因

9、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技巧的熟練程度不同，有著很大差別，甚至不能反映出土的實(shí)際性狀，因此，采用正確可行的實(shí)驗(yàn)方法來測(cè)定軟土的各項(xiàng)指標(biāo)是很重要的。 </p><p>　　1 軟土的物性試驗(yàn)方法 </p><p><b>　?、?密度試驗(yàn) </b></p><p>　　密度是土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)之一，它可以反映出土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的松緊程度，是計(jì)算土的干密度、孔

10、隙比、孔隙度、自重壓力以及地基承載能力等的重要依據(jù)。軟土的密度試驗(yàn)我們采取的是環(huán)刀法，環(huán)刀的規(guī)格內(nèi)徑為61.8㎜，高為20㎜。 </p><p><b>　?、?比重試驗(yàn) </b></p><p>　　比重是計(jì)算土的孔隙度、孔隙比以及飽和度等的依據(jù)，它是指土在105～110℃溫度下烘至恒量時(shí)的質(zhì)量與同體積4℃蒸餾水質(zhì)量的比值，根據(jù)軟土的土粒直徑，比重試驗(yàn)我們采用比重瓶

11、法，比重瓶容積為100mL。 </p><p><b>　?、呛试囼?yàn) </b></p><p>　　含水率是指土在105～110℃溫度下烘至恒量時(shí)失去的水質(zhì)量和達(dá)恒量后干土質(zhì)量的比值，以百分?jǐn)?shù)表示，它能夠反映出土的狀態(tài)和性質(zhì)，是計(jì)算土的干密度、孔隙比、孔隙度、飽和度、液性指數(shù)和地基容許承載能力等的依據(jù)。軟土的含水率試驗(yàn)我們采用烘干法，主要設(shè)備為溫控在105～110

12、℃的恒溫烘箱。 </p><p><b>　?、纫?、塑限試驗(yàn) </b></p><p>　　液、塑限試驗(yàn)測(cè)定的是土的界限含水率，軟土的液、塑限試驗(yàn)我們采用液、塑限聯(lián)合測(cè)定法，儀器為DY—1型電動(dòng)液限儀。 </p><p>　　2 軟土的力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法 </p><p><b>　?、?滲透試驗(yàn) </b&

13、gt;</p><p>　　滲透試驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定土的滲透系數(shù)以了解土的滲透性能及分析基坑開挖時(shí)邊坡的滲透穩(wěn)定性和計(jì)算地基滲流量等。根據(jù)本地區(qū)的軟土土質(zhì)特點(diǎn)，其滲透性較低，因此我們采用變水頭法。 </p><p><b>　?、乒探Y(jié)試驗(yàn) </b></p><p>　　固結(jié)試驗(yàn)的目的是測(cè)定土在有側(cè)限與徑向排水及受穩(wěn)定荷重作用下變形和壓力及變形和時(shí)間的

14、關(guān)系，所求得的各項(xiàng)固結(jié)試驗(yàn)指標(biāo)用來分析、判別土的固結(jié)特性和天然土層的固結(jié)狀態(tài)，計(jì)算土工建筑物及地基沉降，估算區(qū)域性的地面沉降等。一般軟土根據(jù)工程要求，我們采用標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)和快速固結(jié)兩種試驗(yàn)方法，所采用的儀器設(shè)備為全自動(dòng)氣壓固結(jié)儀。 </p><p><b>　?、羌羟性囼?yàn) </b></p><p>　　通過剪切試驗(yàn)可以求得土的抗剪強(qiáng)度，它是土的重要力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)之一。根據(jù)排

15、水條件和工程要求，剪切試驗(yàn)方法我們采用快剪和固結(jié)快剪兩種，所用儀器設(shè)備為應(yīng)變控制式電動(dòng)直剪儀。 </p><p>　?、葻o側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) </p><p>　　無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)采用應(yīng)變控制式無側(cè)限壓縮儀，型號(hào)為PY—3型。 </p><p><b>　?、扇S剪切試驗(yàn) </b></p><p>　　根據(jù)試樣在試驗(yàn)時(shí)排

16、水條件的不同，本區(qū)的三軸剪切試驗(yàn)方法主要采用兩種，一種是不固結(jié)不排水剪切（UU），另一種是固結(jié)不排水剪切（CU）。所采用的試驗(yàn)儀器為應(yīng)變控制式三軸儀系統(tǒng)和電腦采數(shù)系統(tǒng)。 </p><p><b>　?、熟o止側(cè)壓力試驗(yàn) </b></p><p>　　靜止側(cè)壓力試驗(yàn)采用應(yīng)力控制式加荷裝置，它只適用于砂、粉土及粉質(zhì)粘土。 </p><p>　　以上即

17、為本地區(qū)針對(duì)軟土地層土工試驗(yàn)所采用的一些實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法。 </p><p>　　通過某工程的土工試驗(yàn)我們選取了以下幾種不同深度的軟土，根據(jù)工程所要求的試驗(yàn)項(xiàng)目，采用上述試驗(yàn)方法測(cè)定后其各項(xiàng)指標(biāo)見表3-2-1土工試驗(yàn)成果表。 </p><p>　　根據(jù)《巖土工程規(guī)范》（GB50021-2001）和《天津市巖土工程規(guī)范》（DB29-20-2000），A、B、C、D定為淤泥，E為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。

18、</p><p>　　從表中可以看出，A、B兩樣品具有較高的含水率和很大的孔隙比，根據(jù)我們目前的儀器設(shè)備情況無法進(jìn)行力性試驗(yàn)，對(duì)于C、D、E三類樣品雖然做了力性試驗(yàn)，但測(cè)定時(shí)試驗(yàn)進(jìn)行地很勉強(qiáng)。 </p><p>　　因此，對(duì)于這類流性軟土，要準(zhǔn)確測(cè)定其物性和力性指標(biāo)，采用我們通常的儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)方法是很難達(dá)到目的的，這有待于我們?cè)诮窈蟮拈L(zhǎng)期實(shí)踐中不斷地學(xué)習(xí)探討和開拓創(chuàng)新。 </p&g

19、t;<p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]《特殊地區(qū)基礎(chǔ)工程》 馮忠民編著. </p><p>　　[2]《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50123—1999）. </p><p>　　[3]《巖土力學(xué)試驗(yàn)》 侍倩 曾亞武編. </p><p>　　[4]《巖土工程規(guī)范》（GB