福州可門港地區軟土的原位試驗研究

謝敏 尤文貴

摘 要：對福州可門港地區軟土進行了靜力觸探試驗和十字板剪切試驗，并與室內三軸剪切試驗結果對比分析，得到了該地區軟土隨土層深度的變化規律。試驗地區軟土的地基承載力較弱，軟土的變形模量較小；原狀土和重塑土的強度均隨著土層深度呈增大的趨勢，且原狀土強度隨土層的加深增加速度更快，但土體的靈敏度變化不大，靈敏度均分布在3～5之間，該地區屬高靈敏度軟土。與室內三軸剪切試驗結果對比可知，在相同深度下，十字板剪切強度比室內不固結不排水剪和固結不排水剪強度大，且隨著深度的增加，兩者之間的差值也越來越大。

關鍵詞：原位試驗；地基承載力；重塑土；靈敏度

中圖分類號：TU413 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）34-0052-03

Abstract： The static penetration test and vane shear test of soft soil in Kemen Port area of Fuzhou are carried out， the results are compared with the results of triaxial shear test in laboratory， and the variation law of soft soil with soil depth in this area is obtained. The strength of undisturbed soil and remolded soil increases with the depth of soil layer， and the strength of undisturbed soil increases faster with the depth of soil layer. But the sensitivity of soil changes little， the sensitivity is distributed between 3 and 5， this area belongs to high sensitive soft soil. Compared with the results of indoor triaxial shear test， the shear strength of vane is higher than that of unconsolidated undrained shear and consolidated undrained shear at the same depth， and the difference between the two becomes larger with the increase of depth.

Keywords： in-situ test； bearing capacity of foundation； remolded soil； sensitivity

引言

福州可門港屬海積平原區，場地平坦開闊，存在較大厚度的淤泥軟土層。國內外很多學者通過廣泛而深入得研究軟土的工程性質，發現軟土的工程特性呈現較強的地域差異性，其工程特性與形成原因、孔隙比、含水量以及地區氣候等因素密切相關，與一般的土截然不同。本文通過對福州可門港地區軟土進行現場原位試驗，并與室內三軸剪切試驗結果對比分析，以期獲得福州地區濱海原狀土和重塑土的強度均隨土層深度的變化規律，研究結果可為濱海地區軟土的工程實踐提供參考。

1 福州可門港軟土的現場原位試驗

原位試驗在保持巖土體的天然結構，天然含水量以及天然應力狀態不變的條件下，在巖土層原來的位置測定其工程力學性質指標。為研究可門港軟土的工程特性，根據現場條件，本文進行了十字板剪切和靜力觸探兩項內容。

1.1 靜力觸探

靜力觸探試驗采用河北精創儀器廠生產的CLD-3靜力觸探儀，該儀器為雙橋靜頭，選靜探微機作為配量測儀表。側壁標定系數為0.04986kPa。測試時貫入速率按1.2±0.3m/min進行，貫入的垂直度始終控制在誤差允許的范圍之內。測試過程中的具體操作和數據處理均按鐵道部《土體原位測試與工程勘察》[1]有關規定嚴格執行。

靜力觸探現場試驗情況見圖1，試驗結果見表1。由表1可得，淤泥土層的承載力很低，變形模量很小。

1.2 十字板剪切

十字板剪切試驗采用廈門高科杰實驗儀器設備廠生產的CLD-3型靜探-十字板剪切兩用儀。由于場地條件限制，選取鉆孔附近一點作為試驗場地，現場的十字板剪切情況見圖2。

試驗時，將十字板剪切儀固定在場地上，調節加壓設備使之水平并保持壓入時的垂直度。測試時先調節測量儀使其初讀數為零，然后開動秒表，以1°～2°/10s的均勻轉速按順時針方向轉動手搖柄，每轉1°～2°記錄一次。當讀數出現峰值或穩定值后，再繼續1min后出現的峰值或穩定值作為原狀土剪切破壞時最大讀數。當需要測定重塑土的抗剪強度時，可松開卡塊順時針方向轉動鉆桿6圈，使試驗位置的土體被充分擾動，然后上緊卡塊，重復上述的步驟，則可記錄原位置處的重塑土剪切破壞時的讀數。測試過程中十字板的具體操作和數據處理均按《十字板剪切試驗規程》（YSJ 220-90 YBJ19-90）[2]有關規定嚴格執行。

十字板剪切結果見表2，土層深度與土體強度及靈敏度關系曲線見圖3。由表2及圖3可知，原狀土的強度要比重塑土的強度大，同時原狀土和重塑土的強度均隨著深度呈現增大的趨勢，土體的靈敏度隨著土層深度的增加變化不大，靈敏度均分布在3～5之間，該地區屬高靈敏度軟土。

2 十字板剪切試驗與室內三軸剪切試驗的對比分析

現場十字板剪切試驗與室內三軸剪切試驗結果對比見表3[3]。由表可知，在相同深度下，十字板剪切強度比室內不固結不排水剪切強度大，且隨著深度的增加，兩者強度之間的差值也越來越大。主要原因可能是現場十字板剪切試驗的實際破壞面比計算值大，相應的扭矩也增大，造成現場試驗結果偏大，再加上室內土工試驗的土樣結構受到一定程度的擾動，試驗數據相應偏小，使得兩者之間的差距加大[4，5]。同時也可看出，十字板剪切試驗強度也遠遠大于室內固結不排水剪強度。

3 結束語

（1）靜力觸探試驗得到軟土的承載力很低、變形模量較小等特征。

（2）由十字板剪切測試可得試驗地區原狀土的強度要比重塑土的強度大，原狀土和重塑土的強度均隨著土層深度呈增大的趨勢，且原狀土強度隨土層的加深增加速度更快，但土體的靈敏度隨著土層深度的增加變化不大，靈敏度均分布在3～5之間，該地區屬高靈敏度軟土。

（3）在相同深度下，十字板剪切強度比室內不固結不排水剪切和固結不排水剪強度大，且隨著深度的增加，兩者強度之間的差值也越來越大。

參考文獻：

[1]王清.土體原位測試與工程勘察[M].地質出版社，2006.

[2]關文章.YSJ 220-90 YBJ19-90.十字板剪切試驗規程[S].北京：中國建筑工業出版社，1990.

[3]謝敏.福州濱海地區原狀淤泥的力學特性試驗研究[J].地下空間與工程學報，2014，10（6）：1285-1292.

[4]廖顯東.高填土路堤對橋臺樁基作用研究[D].同濟大學，2007.

[5]吳占壽，劉瓊玲.深圳灣近岸軟土靜力觸探與十字板剪切試驗成果相關分析[J].巖土工程技術，1998（3）：48-50.