Terzaghi认为,基床系数与荷载板的尺寸有关。因此,由不同尺寸载荷试验结果得到的基床系数,按下列公式换算成基准基床系数KV。
对于砂砾、砂土,采用公式为:
对于黏性土,采用公式为:
式中:KV——基准基床系数(MPa/m);
——边长不是30 cm的承压板的静载试验所得到的基床系数(MPa/m),算法同基准基床系数。
B——荷载板直径或宽度(m)。
(1)浅层平板荷载试验修正
浅层平板荷载试验圆形承压板面积0.5 m2,直径0.804 m,代入式4-11、4-12有:
对于砾砂、砂土,采用换算公式为:
对于黏性土,采用换算公式为:
(2)扁铲侧胀试验结果修正
扁铲试验时将直径D=0.06 m的圆形钢膜向外扩张,假定在半无限弹性介质中的圆形面积上施加均布荷载△P,依据水平上荷载-位移关系得到水平向基床系数,由此依据式4-11、4-12计算有:
对于砾砂、砂土,采用换算公式为:
对于黏性土,采用换算公式为:
(3)固结法基床系数修正(www.xing528.com)
固结试验土样直径即环刀内径为61.8 mm,透水板直径取61.5 mm,由此依据式4-11、4-12计算有:
对于砾砂、砂土,采用换算公式为:
对于黏性土,采用换算公式为:
(4)三轴法基床系数修正
三轴试样直径与高度39.1 mm和80 mm,由此依据式4-11、4-12计算有:
对于砾砂、砂土,采用换算公式为:
对于黏性土,采用换算公式为:
(5)修正数据对比分析
考虑尺寸效应的影响,按相关公式进行直径修正后,各测试试验方法下得到不同状态的土体基床系数见表4-30。
表4-30 基床系数修正值 (MPa·m-1)
对于宁波软土地区表部普遍存在的可塑状硬壳层进行原位测试,以目前最直接有效的K30平板载荷试验为基准,其得到的垂直基准基床系数大于经直径修正后的室内试验方法值,与扁铲侧胀原位测试值基本一致,且值接近于经验值的上限;对于采用室内试验所得到的数值明显小于原位测试值。分析表明,对于原位测试,经直径修正后其基准基床系数数值趋于一致,但原位测试与室内试验得到的数值存在较大差异。
采用室内三轴法得到经直径修正后的基床系数均明显偏低,这显然与土体物理力学性质不符,主要是由于室内三轴法所采用的试样尺寸为39.1 mm×80 mm,虽然高度较大,但其直径偏小,受软土自身工程特性的限制,在室内进行试样制作时对其扰动较大,数值较低;对于可塑状态下的黏性土,由于下部陆相沉积土体物理力学性质好于上部硬壳层,因此其值比其稍大,但两者取值整体上比经验值偏小,同样与制样过程中的人工扰动程度有关。
经直径修正后的K0仪固结法和固结法得到的垂直基床系数,不同状态下数值见表4-31。
表4-31 K0仪固结法与固结法垂直基床系数对比表 (MPa·m-1)
表4-31显示,对于相同地质条件及状态下两种固结法所得到的垂直基床系数比值为1.5~2.3,接近于2,其值与试样高度比1/2近似于反比例关系。试验数据分析表明,仅将两种固结法得到的基床系数进行直径修正,显然无法统一,应同时考虑试样高度对试验结果的影响。
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