[发明专利]一种室内测定基床系数的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及岩土工程测试领域，具体地说是一种采用室内三轴(CD)试验方法测定基床系数的方法。

背景技术：

通常地基土在外力的作用下会产生变位(垂直和水平)，即地基土与结构物相互作用，主要使结构物的基础或衬砌产生竖向和横向变位，对工程安全造成很大危害。在地下基坑工程，机场，和建筑地基基础工程，特别在地铁工程中，基床系数是计算地基土变位的一个重要指标。因此采用什么方法如何准确测定地基土基床系数就显得非常重要。目前现场主要采用静载核试验和扁铲试验两种方法测定，室内通常采用固结仪和应力式三轴仪两种方法，现场载荷试验、扁铲试验、室内固结试验，可是不论哪种方法，由于受多种因素的影响，其试验的条件不能与实际的天然应力状态相符合，试验结果的取值缺乏严格的定义，试验的结果与现场和经验数据相差太大。

发明内容：

本发明的目的是提供一种室内测定基床系数的合理方法，可不受室外多种因素的影响，从而使试验的结果与工程实际更接近，能为设计人员提供更准确的数据。

本发明的技术方案是这样实现的：一种室内测定基床系数的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：a、首先把土样沿土层沉积方向或垂直土层沉积方向取土制样b、在室内采用三轴仪测定，将土试样进行饱和处理；c然后将土试样饱和处理后将该试样在一定围压下固结；d、待固结稳定后，做应力路径下的三轴固结排水剪试验；e、得出三轴固结排水剪试验的数据；f、通过整理试验数据得到试验曲线；g、通过试验曲线，根据土性选取基床系数。

本发明的独特之处在于；由于试验前使试样采用Ko状态(各向差异应力状态)下固结，使土样受力状态与天然状态下相似。克服了其它试验方法其试验条件不能与实际的天然应力状态相符合的不足；利用应变式三轴仪的特征，通过控制Δσ₃不变，来满足Δσ₃/Δσ₁＝0一种试验条件。而三轴试验克服了以上缺陷，能模拟土的天然受力状态，使试验更合理，试验结果与现场实验结果很接近。所以采用本方法测定的基床系数具有很高的可靠性和准确性。

具体实施方式：

下面对本发明作较为详细的描述。

本发明中试样的受力状态是测定基床系数的关键技术，为了使试验与天然状态更相近，本发明技术方案为：一种室内测定基床系数的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：a、首先把土样沿土层沉积方向或垂直土层沉积方向取土试样，该试样按《岩土工程勘察规范》GB50021-2001要求进行，试验土样应达一级土样，因此要求外业用薄壁取土器或108取土，保证样品质量；b、在室内采用三轴仪测定，将土试样进行饱和处理，试样饱和处理按《土工试验方法标准》GB/T50123-1999中三轴试验方法要求进行；c、然后将土试样饱和处理后的试样在50—250kpa围压下固结，具体处理时根据土的性质和深度进行KO状态下固结，KO一般取值为0.3—0.6；d、待固结稳定后，做应力路径下的三轴固结排水剪试验(Δσ₃/Δσ₁＝0，1，2，3…)，具体处理时采用Δσ₃/Δσ₁＝0的一种试验条件；e、得出三轴固结排水剪试验的数据；f、通过整理试验数据得到试验曲线；g、通过试验曲线，根据土性选取基床系数。

具体实施时首先，根据国标《岩土工程勘察规范》GB50021-2001要求，做三轴试验的土样质量要达到一级土样，同时为了满足制样的尺寸，本试验采用的试样最小直径最大直径为试样的高度宜为直径的2-2.5倍，所以要求外业钻探必须用取土器取土；然后，将外业取回的原状土样沿土层沉积方向或垂直土层沉积方向制成高度80mm的圆柱形试样；再将制好的试样进行饱和处理，通常我们采用水头饱和，饱和度要求达到95％以上；将饱和好的试样安装到仪器上，根据土性选择50—250kpa围压进行固结，为了使试验时土样受力状态与天然状态下相似，通常采用Ko状态(各向差异应力状态)下固结。即根据地基土性质及埋深确定土样自重应力，固结时轴向应力取自重应力大小σ₁＝γh，侧向围压σ₃根据土的天然受力取为σ₃＝Koσ₁，这样可以使土样恢复到天然受力状态。其中：σ_1---轴向应力，一般的取值范围为100-800kpa，γ---土的密度，h—土样埋深高度，K_0---土的静止测压立系数，一般的取值范围为0.3—0.6，σ_3—土的侧向围压力，一般的取值范围为50-250kpa。待土样固结稳定后，打开排水阀开始试验，做不同应力路径下的三轴固结排水剪试验，即Δσ₃/Δσ₁＝0，1，2，3…由于目前我们三轴试验所用的仪器多为应变式三轴仪，没办法控制轴向应力σ₁，在试验过程中σ₁是一个变量，所以我们只能通过控制围压不变即Δσ₃＝0，来满足Δσ₃/Δσ₁＝0一种试验条件。试验结束后，通过整理试验采集数据画出E-Δε试验关系曲线，该试验关系曲线为纵横坐标关系，其中E表示基床系数，Δε表示应变量，然后根据土性选取合理的基床系数，即为该土土样对应应力状态下的基床系数。