基于快速固結的某地區第四紀黏性土高壓固結試驗研究

龍金暄

摘 ?要：文章采用壓力調整方法，對第四紀黏性土進行快速高壓固結處理，選取地層壓縮系數、地層固結系數、土地層固結狀態作為高壓固結試驗指標展開試驗研究。試驗結果表明，不同深度的土層固結系數容易受壓力變化的影響，淺層土樣壓縮系數隨著壓力的變化幅度較大，地層固結壓力隨著深度的增加而變大。此試驗結論為建筑工程地基沉降問題的解決提供了參考依據。

關鍵詞：高壓固結;壓縮系數;固結系數;固結狀態

中圖分類號：TU442 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）24-0051-02

Abstract： In this paper， the Quaternary clay is treated by rapid high-pressure consolidation by using the pressure adjustment method， and the formation compression coefficient， formation consolidation coefficient and soil consolidation state are selected as the high-pressure consolidation test indexes. The test results show that the consolidation coefficient of soil layer with different depth is easily affected by the change of pressure， the compression coefficient of shallow soil sample varies greatly with the change of pressure， and the formation consolidation pressure increases with depth. The conclusion of the test provides a reference basis for solving the problem of foundation settlement in building engineering.

Keywords： high-pressure consolidation; compression coefficient; consolidation coefficient; consolidation state

土是一種礦物質顆粒松散堆積體，是建筑工程計劃方案擬定及施工管理的重要指標[1]。該項指標容易受到外界荷載影響，導致體積隨之發生變化，出現壓縮變形等情況[2]。當所有應力發生改變時，土體中便會有部分水排出，對建筑工程質量影響較大[3]。根據土質特性采取高壓固結處理顯得尤為重要，本文采用快速固結處理方法，針對不同深度下第四紀黏性土開展高壓固結試驗研究。

1 工程概況

某建筑工程位于衡水沉降區，總建筑面積1350m2，作為商業辦公樓使用。由于建筑工程所處地區屬于沉降區，所以對黏性土高壓固結處理的要求較高。預期投入建設資金3600萬，工期8個月。

2 試驗方法

為了提高黏性土高壓固結處理水平，本文在不同深度取樣，分別測試不同深度下土質類型、常規指標參數、力學指標參數，將其作為黏性土高壓固結處理試驗研究依據。如表1所示為不同深度取樣指標情況。

按照深度的不同，本次試驗取了68個不同層次深度，取樣深度從1m～410m，選取其中6個深度特性數據列入表1中。按照SL237土工試驗規程中提及的建筑工程土質制備要求，設計黏性土高壓固結試驗，分別組織同深度下黏性土地層壓縮系數與壓力關系、固結系數與壓力關系、層固結試驗。

3 試驗結果分析

3.1 不同深度下第四紀黏性土地層壓縮系數與壓力的關系

本次研究選取編號10、21、56深度的黏土作為試驗材料，前兩個深度土質為中等壓縮性土質，后者屬于低等壓縮性土質。通過調整壓力數值，觀察這3種不同深度土質壓縮系數在壓力變化情況下產生的規律，結果如表2所示。

通過觀察表2中的統計結果可知：從整體來看，3種深度土質壓縮系數隨著壓力的增加先增加后減小，而后在出現小幅度增加的變化趨勢。另外，淺層土樣表現最為顯著，壓縮系數隨著壓力的變化幅度較大。

3.2 不同深度下第四紀黏性土地層固結系數與壓力的關系

同樣選取編號10、21、56深度的黏土作為試驗材料，觀察不同壓力環境下黏性土地層固結系數變化情況，結果如表3所示。

依據表3中的統計結果可知，100kPa壓力為分界點，在未達到此壓力數值情況下，深度編號21和深度編號56的土層隨著壓力的增加，地層固結系數隨之減小，前者系數偏大一些，而10土層固結系數先隨之減小而增加。當壓力超過100kPa以后，10號淺層土質的固結系數較其它兩個土層固結系數更大一些，變化波動不是很大，整體呈現出上升趨勢，而21號土層固結系數隨著壓力的增加先減小后增加，56號土層固結系數隨著壓力的增加先增加后減小。

3.3 不同深度下第四紀黏性土地層固結狀態

依據黏土土質特性可知，當土體自身發生沉積以后就會發生固結變形情況，不同深度土質承受的自動壓力不同，因而產生的固結狀態存在較大差異，對建筑工程施工質量影響較大[4]。本研究以11個深度數據為代表，對黏性土地層固結狀態進行分析，統計結果如表4所示。

依據表4中的統計結果可知，隨著深度的增加，地層固結壓力逐漸變大。而不同地區土質自身存在自重壓力，如果當前土層覆蓋的壓力等于自重壓力，則稱之該土為正常固結土，如果前者數值更大一些，則稱之為超固結土，反之，則稱之為欠固結土。本文研究的衡水沉降區土質自重壓力大約為3750kPa，將該數值與不同土質深度固結壓力值進行對比，可以得出建筑項目黏性土高壓固結處理結論。

4 結論

本文以衡水沉降區某建筑項目為例，采用快速固結處理方法，即通過調整壓力大小，對第四紀黏性土高壓固結處理相關系數進行試驗分析，本次試驗的指標包括地層壓縮系數、地層固結系數、土地層固結狀態。試驗結果表明，淺層土樣壓縮系數隨著壓力的變化幅度較大;地層固結系數容易受壓力變化的影響，當壓力高于100kPa時，淺層土質的固結系數大一些;隨著深度的增加，地層固結壓力逐漸變大。

參考文獻：

[1]茍新茗，張俊儒.原狀非飽和粘性黃土強度及固結力學特性研究[J].現代隧道技術，2018，55（S2）：229-234.

[2]胡小榮，董肖龍，陳曉宇.正常固結原狀飽和黏性土的本構模型研究[J].應用力學學報，2019，36（01）：36-46.

[3]張彤煒，鄧永鋒，張帆宇，等.黏性土次固結行為的鹽分和礦物效應研究[J].工程地質學報，2018，26（05）：209-216.

[4]盧毅，宋澤卓，于軍，等.基于BOFDA的砂——黏土互層垂向變形物理模型試驗研究[J].高校地質學報，2019（4）：481-486.