粉质土特性试验研究范文

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《武汉理工大学学报》2014年第十一期

1粉质土特性综合测试分析

1.1土工试验成果分析1）强度指标试验通过室内剪切试验发现，在竖向压力作用下粉质土较之黏性土易于排水固结、强度提高较快，尽管粉质土与砂土有着相似的破坏应力水平和整体应力发展趋势，但粉质土的体积收缩性显著高于砂土的体积收缩性．通过剔除异常值，强度指标变异系数较小，一般不超过0．25，表明强度指标具有较好的统计特性，地基土层性质较为均匀，具有良好的沉积特征和成层性，粉质土强度指标取用标准值，见表1．2）变形指标试验．土层变形指标变异系数一般不超过0．21，地基土层性质较为均匀，粉质土变形指标取用平均值，见表2．粉质土压缩系数处于0．13～0．32之间，属中等压缩性土．由考虑应力历史的粉质土e－lgp试验及表2可知，在初始阶段，当压力小于前期固结压力时，曲线斜率相对平缓；压力超过超过某一值（前期固结压力）后，曲线变陡，Q3粉质土要陡于Q4粉质土；回弹再压缩曲线明显缓于初始压缩曲线，回弹变形远小于压缩变形，回填变形不到压缩变形的1／10。

1.2标准贯入试验成果分析根据文献［6］，粉质土层标贯击数变异系数较小，一般不超过0．26，表明标贯击数具有较好的统计特性，标贯击数取用标准值，标贯击数按《工程地质手册》换算承载力，标准贯入试验粉质土层标贯击数及换算承载力见表3．根据对试验测试的163组压缩模量与标贯击数数据进行统计拟和分析，各粉质土地基压缩模量与标贯击数具有良好的相关性，随着标贯击数增加，压缩模量相应增大，呈线性相关，相关系数达0．98，见图1，粉质土压缩模量与标贯击数相关公式为：Es＝0．26N＋3．13．

1.3静力触探试验成果分析

粉质土层静力触探值变异系数较小，一般不超过0．3，取用粉质土层静力触探标准值见表4．由表4可知，对粉质黏土层，单桥探头的比贯入阻力（Ps）与双桥探头的锥尖阻力（qc）相比，比值为1．1～1．3，与规范的经验值1．1较为吻合［7］，说明规范公式对粉质黏土是适用的；对粉土层，二者比值则为2．0～2．1，可取粉土层二者比值为2．0．2．4载荷试验成果分析许昌表层粉土代表性载荷试验曲线见图2，图上没有明显的第一拐点和第二拐点，经双曲线拟合相关系数较高，计算得到载荷试验参数：承载力σo＝130kPa，极限承载力pu＝625kPa，变形模量Eo＝4．05MPa，压缩模量Es＝5．42MPa，基床系数Ksa＝5．00MPa／m，基准基床系数K1＝16．39MPa／m．压缩模量Es约为变形模量E0的1．3倍，和粉土经验取值约1．2较为接近，验证了经验方法也适合于该粉质土层．许昌表层粉土层载荷试验测得的承载力为130kPa，静力触探法测得的粉土地基承载力为136kPa，标准贯入试验测定的粉土地基承载力为120kPa，三者基本相同，均能很好地反映土体承载特性，故表层粉土承载力取130kPa。驻马店表层粉质粘土代表性载荷试验曲线见图3，图上没有明显的第一拐点和第二拐点，经双曲线拟合相关系数较高，计算得到载荷试验参数：承载力σo＝220kPa，极限承载力pu＝963kPa，变形模量E0＝17．62MPa，压缩模量Es＝28．28MPa，基床系数Ksa＝22．57MPa／m，基准基床系数K1＝74．03MPa／m．压缩模量Es约为变形模量E0的1．6倍，和粉质黏土经验取值约1．7较为接近，验证了经验方法也适合于该粉质土层．驻马店表层粉质黏土载荷试验测得的承载力为220kPa，静力触探法测得的粉土地基承载力为207kPa，标准贯入试验测定的粉土地基承载力为165kPa，前二者较为接近，均能较好地反映土体承载特性，而标准贯入试验换算承载力与之相差较大、不宜采用，故表层粉质黏土承载力取220kPa．载荷试验是确定承载力最准确直观的方法，但技术要求高、耗资大、费时费力，静力触探法作为简便、经济而快速的方法，建议在没有载荷试验或者少量载荷试验的情况下，可多采用静力触探法确定粉质土地基承载力，使得载荷试验与静力触探法互为对比和补充．

2结论

1）土体工程地质特性测试是工程建设的基础工作，通过取样土工试验、静力触探试验、标准贯入试验、载荷试验等综合勘探测试和对比验证，准确获取了粉质土特性参数．2）粉质土地基压缩模量与标贯击数具有良好的相关性，相关公式为：Es＝0．26N＋3．13．3）对于粉质黏土层，单桥静力触探的贯入阻力与双桥静力触探的锥尖阻力比值与规范的经验值1．1较为吻合；对于粉土层，二者比值则为2．0．4）与载荷试验结果相比，粉土标准贯入试验换算承载力与之基本吻合、可作为参考，而粉质黏土标准贯入试验换算承载力与之相差较大、不宜采用．5）许昌表层粉土层及驻马店表层粉质黏土层载荷试验测得的承载力与静力触探法测试值基本相同，能较好地反映土体承载特性．载荷试验耗费大，在没有载荷试验或者少量载荷试验的情况下，可多采用静力触探法确定粉质土地基承载力，使得载荷试验与静力触探法互为对比和补充．

作者：陈远洪单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司