天津地區(qū)軟土地層土工試驗方法的探討

1、<p>　　天津地區(qū)軟土地層土工試驗方法的探討</p><p>　　【摘 要】許多工程施工中，如建筑、橋梁、公路、鐵路，經(jīng)常會遇到軟土地層，因其具有含水率高，孔隙比大，抗壓強度低，滲透系數(shù)小，且壓縮性高，靈敏度高等特性，常常會給施工帶來諸多不便，因此提供其準(zhǔn)確可靠的土工試驗各項指標(biāo)，采用切實可行的土工試驗方法，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；實驗項目；試驗方法。 </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，不排水抗壓強度小于30Kpa，從外觀上看，多數(shù)是以灰色或黑灰色為主的細黏性土。 </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度。 </p><p>　?、瓶辜魪姸鹊?

5、。軟土的天然不排水抗剪強度一般為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，有時可達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)，受到擾動后，

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

7、p><p>　　1 軟土的物理性試驗（簡稱物性試驗） </p><p>　　軟土的物性試驗項目有：密度試驗、比重試驗、含水率試驗、界限含水率（液、塑限）試驗。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 （簡稱力性試驗） </p><p>　　軟土的力性試驗項目有：滲透試驗、固結(jié)試驗、剪切試驗（包括固結(jié)

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

9、實驗方法和實驗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際性狀，因此，采用正確可行的實驗方法來測定軟土的各項指標(biāo)是很重要的。 </p><p>　　1 軟土的物性試驗方法 </p><p><b>　　⑴ 密度試驗 </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 </b></p><p>　　比重是計算土的孔隙度、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，比重試驗我們采用比重瓶

11、法，比重瓶容積為100mL。 </p><p><b>　?、呛试囼?</b></p><p>　　含水率是指土在105～110℃溫度下烘至恒量時失去的水質(zhì)量和達恒量后干土質(zhì)量的比值，以百分數(shù)表示，它能夠反映出土的狀態(tài)和性質(zhì)，是計算土的干密度、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 </b></p><p>　　液、塑限試驗測定的是土的界限含水率，軟土的液、塑限試驗我們采用液、塑限聯(lián)合測定法，儀器為DY—1型電動液限儀。 </p><p>　　2 軟土的力學(xué)性質(zhì)試驗方法 </p><p><b>　?、?滲透試驗 </b&

13、gt;</p><p>　　滲透試驗?zāi)康氖菧y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邊坡的滲透穩(wěn)定性和計算地基滲流量等。根據(jù)本地區(qū)的軟土土質(zhì)特點，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 </b></p><p>　　固結(jié)試驗的目的是測定土在有側(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間的

14、關(guān)系，所求得的各項固結(jié)試驗指標(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)兩種試驗方法，所采用的儀器設(shè)備為全自動氣壓固結(jié)儀。 </p><p><b>　?、羌羟性囼?</b></p><p>　　通過剪切試驗可以求得土的抗剪強度，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)變控制式電動直剪儀。 </p><p>　?、葻o側(cè)限抗壓強度試驗 </p><p>　　無側(cè)限抗壓強度試驗采用應(yīng)變控制式無側(cè)限壓縮儀，型號為PY—3型。 </p><p><b>　?、扇S剪切試驗 </b></p><p>　　根據(jù)試樣在試驗時排

16、水條件的不同，本區(qū)的三軸剪切試驗方法主要采用兩種，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 </b></p><p>　　靜止側(cè)壓力試驗采用應(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)針對軟土地層土工試驗所采用的一些實驗測定方法。 </p><p>　　通過某工程的土工試驗我們選取了以下幾種不同深度的軟土，根據(jù)工程所要求的試驗項目，采用上述試驗方法測定后其各項指標(biāo)見表3-2-1土工試驗成果表。 </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)備情況無法進行力性試驗，對于C、D、E三類樣品雖然做了力性試驗，但測定時試驗進行地很勉強。 </p><p>　　因此，對于這類流性軟土，要準(zhǔn)確測定其物性和力性指標(biāo)，采用我們通常的儀器設(shè)備和實驗方法是很難達到目的的，這有待于我們在今后的長期實踐中不斷地學(xué)習(xí)探討和開拓創(chuàng)新。 </p&g

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