飽和粘性土抗剪強度的試驗分析

■李芳

（廣東核力工程勘察院 廣東廣州510800）

飽和粘性土抗剪強度的試驗分析

■李芳

（廣東核力工程勘察院 廣東廣州510800）

在當前階段，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工程的效果。其中對飽和粘性土的抗剪強度進行試驗和探討，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)置試驗來對其抗剪強度進行試驗，期望能為實際工程提供科學的指導。

飽和粘性土抗剪強度分析

近些年來，隨著經(jīng)濟的迅速發(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度進行科學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行基坑開挖導致坍塌的事故，這也就警示技術(shù)人員要意識到對飽和粘性土的性能有一個非常詳細的認識。本文通過探討飽和粘性土的抗剪強度試驗，提出一些常見的試驗方法，為今后的試驗和實際工作提供有力的指導。

1　合理選擇測試抗剪強度的方法及其指標

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

1.1土層的初始狀態(tài)和抗剪強度指標

在施工場地基礎(chǔ)的堆積土體和填土中，因為它們在結(jié)構(gòu)性質(zhì)，地下水的情況有所差異，所以它們的初始應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，它們的抗剪強度會存在差異。在采取試驗來測試飽和粘性土的抗剪強度時必須抽取那些沒有進行翻動的土體當作樣本，這樣就可以滿足土工試驗的相關(guān)要求，在室內(nèi)進行試驗之前，需要對土體的初始狀態(tài)的各個參數(shù)進行詳細記錄，這些參數(shù)就有靜止時的側(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行勘察，結(jié)合已經(jīng)得到的數(shù)據(jù)進行土體的初始應力狀態(tài)的分析同時也要做好將土體的應力情況和固結(jié)情況調(diào)整為沒有經(jīng)過任何處理時的狀態(tài)，還要按照實際工程的具體要求來選擇試驗中需要運用的固結(jié)排水的方法，以此來得出抗剪強度。

1.2剪切試驗的工程模擬

經(jīng)過前人的大量試驗已經(jīng)論證了要想準確測定抗剪強度的相關(guān)指標，就必須要保證在基礎(chǔ)的最大荷載、支護結(jié)構(gòu)周圍的作用力的準確計算，前人也因此找到了很多測試抗剪強度的有效方法。這就使得飽和粘性土的抗剪強度的測定就更加方便和準確，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影響土體應力情況的改變。飽和粘性土在沒有被處理時內(nèi)部的應力也會有所差異，在進行施工時由于飽和粘性土的水分不能及時排除，因此不能在短時間內(nèi)固結(jié)完全，因此，在試驗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度。如果選擇剪切試驗進行測試，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，接著就進行迅速剪切；如果采用三軸剪切試驗來測試，就需要在提前做好固結(jié)處理后，接著對土體進行逐級加載，然后實施在不固結(jié)和不剪切的情況下對土體進行剪切作用。

2　實際的工程應用

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

2.1在預估基礎(chǔ)的最大荷載中運用的抗剪強度指標

在考慮到房屋基礎(chǔ)的承載極限時，應該充分認識到基層土體的固結(jié)情況、應力分布都會對其產(chǎn)生影響。應該根據(jù)不同的實際情況來合理選擇抗剪強度的指標。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，則可以運用不超過這個壓力的抗剪強度指標；反之就要考慮運用比這個壓力還要大的抗剪強度指標。飽和粘性土的基礎(chǔ)不能在短時間內(nèi)有效排水，因此，要依照不固結(jié)和不排水的抗剪強度指標對其荷載極限進行計算。

2.2設(shè)計基坑運用到的抗剪強度指標

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

3　飽和粘性土的抗剪強度試驗方法的改進

鑒于很多前輩在飽和粘性土的抗剪強度試驗方法上都有了很大的進展和突破，但是由于技術(shù)條件和理論知識的缺乏，就導致了在試驗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度帶來了誤差，在巖土工程中的實施效果不能滿足要求，這就迫切需要對現(xiàn)有的抗剪強度方法進行完善和改進。經(jīng)過大量試驗好總結(jié)，最后得出了一下幾張解決方法；

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

3.2在實施飽和粘性土的剪切試驗過程中，始終要根據(jù)實際設(shè)計的要求來進行。在處理設(shè)計基坑的情況下來確定試驗所需的作用力應該首先進行不固結(jié)和不排水試驗處理，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，則可以運用不超過這個壓力的抗剪強度指標；反之就要考慮運用比這個壓力還要大的抗剪強度指標。

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

隨著巖土工程進一步發(fā)展，在地基處理中對飽和粘性土進行抗剪強度的檢驗對于保證施工的質(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度試驗，提出一些常見的試驗方法，為今后的試驗和實際工作提供有力的指導。

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1000-405X（2016）-2-389-1