3.3.6 堤防工程原位测试
原位测试是十分重要的手段,在岩、土层不受扰动或轻微扰动的条件下,在探测地层的分布、测定岩土特性、确定地基承载力等方面具有突出的优点。
由于堤防工程的主要功能是抵御洪水的侵害,具有季节性挡水的特点,承受的水头一般小于10m,对地基要求不是很高。另外,绝大多数堤防工程位于河流的中下游及沿海地区,堤基多为土层,堤防工程研究中常用的原位测试方法主要有动力触探、静力触探、十字板剪切试验等,其他原位测试方法可根据需要合理选用。
不同的原位测试方法有一定的适用条件,布置原位测试时,应根据具体的地质条件、土层状况、地区测试经验及研究要求,合理选用适当的原位测试方法,并应与钻探取样和室内试验配合使用;测试部位、孔数与次数根据需要确定。
原位测试成果的应用,应以地区经验的积累为依据,充分利用地区经验,合理运用经验参数对堤基进行评价。
各种原位测试所得的试验数据,产生误差的因素较为复杂,主要是由测试仪器、试验条件、试验方法、操作技能、土层的不均匀性等所致。对此应有基本的估计,并剔除异常数据,提高测试数据的精度。
各种原位测试方法的技术要求详见现行《土工试验规程》,这里列出了堤防工程研究中常用的几种原位测试应特别注意的要求。
1.动力触探试验
动力触探是利用一定的落锤能量,将一定尺寸、一定形状的探头打入土中,根据打入的难易程度(贯入度)来测定土的性质的一种现场测试方法。根据锤重、落距、探头或贯入器的不同,可将动力触探分为标准贯入试验和轻型、重型及超重型动力触探试验。试验过程中及资料整理时应着重注意以下几点。
(1)细粒土宜采用标准贯入试验或轻型动力触探试验,中粗砂、砂砾和碎石土宜采用重型动力触探试验,卵石和砾石类土宜采用超重型动力触探试验。
(2)试验成果应分孔、分层分析整理。
(3)当根据动力触探成果判别砂土的密度、细粒土状态以及评估土的承载力、土的强度与变形参数时,应结合其他试验成果和本地区工程经验综合分析确定。
(4)当根据标准贯入试验判别砂土液化可能性时,应符合现行《水利水电工程地质勘察规范》的有关规定。
2.静力触探(www.xing528.com)
静力触探是利用压力装置将带有触探头的触探杆压入试验土层,通过量测土的贯入阻力,并根据贯入阻力与土的基本物理力学指标间的经验关系,确定土的基本物理力学特性指标。目前静力触探探头有单桥、双桥和孔压探头等。
(1)因为静力触探孔难以封孔,会给堤防留下安全隐患,故静力触探孔宜布置于堤外。
(2)当土层结构比较复杂或需要查明软弱层带界限时,宜增加测试孔数。
(3)试验成果应分孔、分层分析整理。
(4)当根据静力触探成果确定土的物理力学参数时,应结合其他测试成果和地区工程经验综合分析确定。
3.十字板剪切试验
十字板剪切试验是借助于旋转插入软土中的十字板剪力仪,使土体剪断,确定土的抵抗力矩,然后换算土的抗剪强度。十字板抗剪强度相当于摩擦角等于零时的凝聚力值。
十字板剪切试验测得的不排水抗剪强度是峰值强度,其值偏高,而长期强度只有峰值强度的60%~70%。因此,十字板抗剪强度需进行修正后才能用于设计计算。
进行十字板剪切试验时,应注意以下几点。
(1)试验宜布置在软土层(带)区。
(2)当被测试土层(带)厚度较薄时,应适当增加孔数或加密测试点;当需查明测试土层(带)展布范围时,应增加孔数。
(3)试验成果应分层整理。
(4)当根据十字板抗剪强度确定土的承载力、分析地基稳定性时,应进行修正。
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