■李芳

（廣東核力工程勘察院 廣東廣州510800）

飽和粘性土抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)分析

■李芳

（廣東核力工程勘察院 廣東廣州510800）

在當(dāng)前階段，巖土工程已經(jīng)得到了很大的發(fā)展和突破，其中對土體的結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行研究的工作在巖土工程中的意義非常重大，它往往就決定著整個(gè)工程的效果。其中對飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)和探討，并為今后的巖土工程提供參考也是相關(guān)的工作者要研究的問題。本文主要以飽和粘性土為研究對象，通過設(shè)置試驗(yàn)來對其抗剪強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)，期望能為實(shí)際工程提供科學(xué)的指導(dǎo)。

飽和粘性土抗剪強(qiáng)度分析

近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，巖土工程也越來越多的被用到建筑領(lǐng)域，尤其是一些建筑的基礎(chǔ)開挖和處理的工程中，對地基土層的結(jié)構(gòu)和各種性能進(jìn)行測試是基坑開挖前的關(guān)鍵工作，其中，很多建筑區(qū)域的土體都是飽和粘性土，因此，對飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行科學(xué)合理的分析也就至關(guān)重要。鑒于之前在建筑領(lǐng)域出現(xiàn)了多起在軟地基上進(jìn)行基坑開挖導(dǎo)致坍塌的事故，這也就警示技術(shù)人員要意識(shí)到對飽和粘性土的性能有一個(gè)非常詳細(xì)的認(rèn)識(shí)。本文通過探討飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，提出一些常見的試驗(yàn)方法，為今后的試驗(yàn)和實(shí)際工作提供有力的指導(dǎo)。

1　合理選擇測試抗剪強(qiáng)度的方法及其指標(biāo)

在建筑場地的土層中常常會(huì)遇到飽和粘性土，這就需要我們對其的結(jié)構(gòu)和抗剪強(qiáng)度等性能有一個(gè)全面的了解，這就需要對其進(jìn)行抽樣調(diào)查，通常是將取出的飽和粘性土在社內(nèi)進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)檢測。而根據(jù)以往的試驗(yàn)結(jié)果，采取不同的方法對飽和的粘性土的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行測試，其結(jié)果會(huì)存在一定程度的差異，因此，根據(jù)實(shí)際情況，正確選擇出測試飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度的方法才是關(guān)鍵。

1.1土層的初始狀態(tài)和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

在施工場地基礎(chǔ)的堆積土體和填土中，因?yàn)樗鼈冊诮Y(jié)構(gòu)性質(zhì)，地下水的情況有所差異，所以它們的初始應(yīng)力分布情況對工程的質(zhì)量有著很大的影響。一些土體的變形程度不太一樣，因此，它們的抗剪強(qiáng)度會(huì)存在差異。在采取試驗(yàn)來測試飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度時(shí)必須抽取那些沒有進(jìn)行翻動(dòng)的土體當(dāng)作樣本，這樣就可以滿足土工試驗(yàn)的相關(guān)要求，在室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)之前，需要對土體的初始狀態(tài)的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，這些參數(shù)就有靜止時(shí)的側(cè)壓力參數(shù)、初始固結(jié)的壓力等，然后對場地的地下水情況進(jìn)行勘察，結(jié)合已經(jīng)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行土體的初始應(yīng)力狀態(tài)的分析同時(shí)也要做好將土體的應(yīng)力情況和固結(jié)情況調(diào)整為沒有經(jīng)過任何處理時(shí)的狀態(tài)，還要按照實(shí)際工程的具體要求來選擇試驗(yàn)中需要運(yùn)用的固結(jié)排水的方法，以此來得出抗剪強(qiáng)度。

1.2剪切試驗(yàn)的工程模擬

經(jīng)過前人的大量試驗(yàn)已經(jīng)論證了要想準(zhǔn)確測定抗剪強(qiáng)度的相關(guān)指標(biāo)，就必須要保證在基礎(chǔ)的最大荷載、支護(hù)結(jié)構(gòu)周圍的作用力的準(zhǔn)確計(jì)算，前人也因此找到了很多測試抗剪強(qiáng)度的有效方法。這就使得飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度的測定就更加方便和準(zhǔn)確，然后他們的方法都有一定的限制條件，而且都沒有考慮到施工階段的差異會(huì)影響土體應(yīng)力情況的改變。飽和粘性土在沒有被處理時(shí)內(nèi)部的應(yīng)力也會(huì)有所差異，在進(jìn)行施工時(shí)由于飽和粘性土的水分不能及時(shí)排除，因此不能在短時(shí)間內(nèi)固結(jié)完全，因此，在試驗(yàn)中就需要模擬在各種不同的承載情況下采用不固結(jié)和不排水的方法來測定飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度。如果選擇剪切試驗(yàn)進(jìn)行測試，就需要在土體沒有形成穩(wěn)定自重的情況下提前做好固結(jié)處理，接著就進(jìn)行迅速剪切；如果采用三軸剪切試驗(yàn)來測試，就需要在提前做好固結(jié)處理后，接著對土體進(jìn)行逐級(jí)加載，然后實(shí)施在不固結(jié)和不剪切的情況下對土體進(jìn)行剪切作用。

2　實(shí)際的工程應(yīng)用

上述探討的重點(diǎn)都是針對基礎(chǔ)土體進(jìn)行抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)測定和模擬實(shí)際中的巖土工程。在實(shí)際施工中就要綜合各方面來考慮建筑物的基礎(chǔ)可能會(huì)遇到的危險(xiǎn)事故的控制。

2.1在預(yù)估基礎(chǔ)的最大荷載中運(yùn)用的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

在考慮到房屋基礎(chǔ)的承載極限時(shí)，應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到基層土體的固結(jié)情況、應(yīng)力分布都會(huì)對其產(chǎn)生影響。應(yīng)該根據(jù)不同的實(shí)際情況來合理選擇抗剪強(qiáng)度的指標(biāo)。要是建筑基礎(chǔ)存在的極限荷載比土體的早期固結(jié)產(chǎn)生的壓力還要小，則可以運(yùn)用不超過這個(gè)壓力的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；反之就要考慮運(yùn)用比這個(gè)壓力還要大的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。飽和粘性土的基礎(chǔ)不能在短時(shí)間內(nèi)有效排水，因此，要依照不固結(jié)和不排水的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)對其荷載極限進(jìn)行計(jì)算。

2.2設(shè)計(jì)基坑運(yùn)用到的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

由于開挖基坑的過程是減少土體荷載的過程，因此，運(yùn)用的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為減少荷載范圍內(nèi)的指標(biāo)。對于那些飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)選擇，也應(yīng)該依據(jù)采用不固結(jié)和不排水的方法產(chǎn)生的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。

3　飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法的改進(jìn)

鑒于很多前輩在飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法上都有了很大的進(jìn)展和突破，但是由于技術(shù)條件和理論知識(shí)的缺乏，就導(dǎo)致了在試驗(yàn)過程中存在很多技術(shù)性和操作性的漏洞，這些漏洞給飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度帶來了誤差，在巖土工程中的實(shí)施效果不能滿足要求，這就迫切需要對現(xiàn)有的抗剪強(qiáng)度方法進(jìn)行完善和改進(jìn)。經(jīng)過大量試驗(yàn)好總結(jié)，最后得出了一下幾張解決方法；

3.1在建筑場地進(jìn)行取樣時(shí)要選擇那些沒有經(jīng)過翻動(dòng)的土體，然后實(shí)施抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，之前還要通過查表和試驗(yàn)等手段來獲取土體的一些初始狀態(tài)的參數(shù)，同時(shí)也要保持土體的初始應(yīng)力分布情況，再實(shí)施固結(jié)處理；

3.2在實(shí)施飽和粘性土的剪切試驗(yàn)過程中，始終要根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的要求來進(jìn)行。在處理設(shè)計(jì)基坑的情況下來確定試驗(yàn)所需的作用力應(yīng)該首先進(jìn)行不固結(jié)和不排水試驗(yàn)處理，要是建筑基礎(chǔ)存在的極限荷載比土體的早期固結(jié)產(chǎn)生的壓力還要小，則可以運(yùn)用不超過這個(gè)壓力的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；反之就要考慮運(yùn)用比這個(gè)壓力還要大的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。

3.3在試驗(yàn)之后，對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，要按照各個(gè)受力的作用段來集中統(tǒng)計(jì)，也就是比早期固結(jié)的壓力低。

隨著巖土工程進(jìn)一步發(fā)展，在地基處理中對飽和粘性土進(jìn)行抗剪強(qiáng)度的檢驗(yàn)對于保證施工的質(zhì)量和安全有著決定性的作用。本文通過探討了飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，提出一些常見的試驗(yàn)方法，為今后的試驗(yàn)和實(shí)際工作提供有力的指導(dǎo)。

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1000-405X（2016）-2-389-1