室内三轴试验实现，滨海软土城市工程勘察技术

（1）试验概况

对采取的土样进行三轴试验测定基床系数的方法如下：土样经饱和处理后，在K0状态下进行固结，采用三轴固结排水试验（CD）得到Δσ3/Δσ1=（0，0.1，0.2，0.3）不同应力路径下的Δσ1-Δh曲线，取其初始段直线（或指定段割线）的斜率。

室内三轴试验过程及数据采集见图4-24。

图4-24　室内三轴试验测试设备图

（2）试验步骤

将制备好的4个规格为39.1 mm×80 mm的三轴试验试件经饱和处理后，按固结排水剪（CD）的要求装入三轴压力室，进行K0固结，设定固结的最终垂向压力σ1为土样的自重压力，K0固结完成后，以固结排水剪（CD）的速率要求，缓慢施加垂向压力增量Δσ1的同时，施加侧向压力增量Δσ3；其中侧向压力增量Δσ3对4个试件要求不同，Δσ3/Δσ1分别为0，0.1，0.2，0.3，有峰值时试验控制在15%以上，无峰值时至20%止。

（3）试验参数设置

试验有关参数设置初定要求见表4-22。

表4-22　试验参数设置表

（4）基床系数取值

按照规范相关要求，以上四种不同应力路径下的三轴试验（CD剪），得到Δσ1′-Δh曲线，求得初始切线模量或某一割线模量的平均值，即为基床系数K。

基床系数求取方法，由于不同土类曲线形态会有较大差别，用切线或用割线，以及割线具体位置等规范并没有明确说明。本次研究为了使不同方法有可比性，用切线模量来计算基床系数的同时，还提供采用变形1.25毫米（应变1.56%）处的割线模量计算基床系数。其中取值方法曲线见图4-25。(www.xing528.com)

图4-25　三轴试验取值方法图

（5）试验结果及分析

结合宁波栎社机场三期原状土样，按照上述室内测定方法测定土体基床系数。经实测并结合相关研究成果分析，当n=0.2时，曲线相关性较好，没有呈现出强化或软化的变化趋势，能准确地体现基床系数的数值大小。当n=0.2时，部分基床系数试验结果及土体物理力学性质指标见表4-23、4-24。

表4-23　硬壳层可塑状黏土三轴法基床系数（Δσ3/Δσ1=0.2）统计表

表4-24　下部土体三轴法基床系数（Δσ3/Δσ1=0.2）统计表

表4-23、4-24数据表明：对于上部硬壳层可塑的黏土，切线法确定的垂直基床系数为16.2～40.0 MPa/m，均值26.0 MPa/m；割线法（S=1.25mm）确定的垂直基床系数为13.8～39.2 MPa/m，均值24.4 MPa/m。

对于流塑状态的淤泥质土，切线法确定的垂直基床系数为18.5～28.5 MPa/m，均值22.4 MPa/m，割线法（S=1.25 mm）确定的垂直基床系数为17.7～25.4 MPa/m，均值21.5 MPa/m；切线法确定的水平基床系数为14.6～33.8 MPa/m，均值25.5 MPa/m，割线法（S=1.25 mm）确定的水平基床系数为14.6～33.1 MPa/m，均值24.5 MPa/m。

对于下部可塑状黏土，切线法确定的垂直基床系数为68.5～162.3 MPa/m，均值119.2 MPa/m，割线法（S=1.25 mm）确定的垂直基床系数为63.8～132.0 MPa/m，均值101.6 MPa/m；切线法确定的水平基床系数为81.5～143.8 MPa/m，均值112.6 MPa/m，割线法（S=1.25 mm）确定的水平基床系数为73.1～118.5 MPa/m，均值96.6 MPa/m。具体数值见表4-25。

表4-25　三轴法土体基床系数统计表

试验数据综合分析显示，对于同一地质条件和状态下的土体，切线法和割线法得到的基床系数基本一致，数值差异不大。课题采用切线法得到的基床系数数值进行相关分析。