復合地基靜載荷試驗尺寸效應影響研究

高 睿

(福建省建筑科學研究院有限責任公司 福建省綠色建筑技術重點實驗室 福建福州 350025)

0 引言

隨著工程建設快速發展，復合地基設計理論逐漸成熟，形成一套公認且較為完整的設計理論和施工方法。然而，在實際工程中，復合地基在樁身質量及其承載力確定等方面仍存在諸多工程問題，如硬殼層、載荷板尺寸效應等對復合地基承載力的影響。如何正確評價和檢驗復合地基加固效果,是有待巖土工作者進一步探索的一個問題。

復合地基靜載荷試驗作為地基承載力重要的檢測手段之一，是檢測復合地基極限承載力的一種最直接、最簡潔、最可靠的方法。該試驗起源于20世紀30年代，并作為天然地基的重要檢測手段得到廣泛應用，亦在復合地基處理效果的檢驗檢測中被廣泛采用，可用于確定復合地基承載力、地基土的變形模量等。

復合地基靜載荷試驗結果的可靠性亦受到諸多因素的影響，如承壓板的尺寸、承壓板埋深、硬殼層厚度及軟弱下臥層埋深等。關于復合地基靜載荷試驗測定復合地基承載力的可靠性，諸多學者[1-8]進行較為深入的剖析，尤其是對復合地基靜載荷試驗的尺寸效應進行了探討。

本文將針對復合地基靜載荷試驗，分析承壓板的尺寸、硬殼層厚度等對載荷試驗的影響，以了解尺寸效應對復合地基靜載荷試驗成果的影響。

1 相關規范規定

根據《建筑地基處理技術規范》[1](JGJ79-2012)規定，復合地基載荷試驗用于測定承壓板下應力主要影響范圍內的復合土層承載力。該試驗要求承壓板具有足夠的剛度，其中單樁復合地基載荷試驗承壓板可用圓形或方形，面積為一根樁承擔的處理面積；多樁復合地基載荷試驗的承壓板可為方形或矩形，面積按實際樁數所承擔的處理面積確定，且要求載荷試驗樁的中心應與承壓板中心保持一致。

由此可見，規范規定的載荷試驗僅考慮一般情況，但并未考慮尺寸效應對復合地基承載力的影響。具體表現如下：

(1)承壓板尺寸對地基承載力影響

一般情況下，對于不同的承壓板尺寸，在荷載作用下地基應力的影響深度呈顯著的差異。較大的承壓板地基應力影響范圍將達到軟弱下臥層中；而較小的承壓板地基應力影響范圍則僅局限在地表硬殼層中。故承壓板尺寸差異將反映不同深度范圍內地基土變形及強度性狀，亦將直接影響地基土承載力試驗結果。

(2)硬殼層厚度對地基承載力影響

由圖3可知，針對不同的硬殼層厚度，隨著承壓板尺寸增大，復合地基承載力呈相同的變化規律，即呈“指數型”曲線變化規律。當承壓板半徑由500mm增大至1000mm后，復合地基承載力急劇減少，且當承壓板半徑增大至2000mm后，復合地基承載力基本趨于穩定。

2 試驗分析模型

當硬殼層厚度相同時，對于不同的承壓板尺寸，其荷載(p)-沉降(s)曲線如圖2所示(鑒于篇幅限制，圖2僅選取硬殼層厚度為3000mm的情況進行分析)。

圖1 計算模型示意圖

表1 土層物理力學指標

報道稱，雖然網上貿易持續增長，但這并不一定意味著在現實世界中實體零售生意的消亡。根據普華永道的統計，近60%的德國人每周至少會在實體零售店中掏一次錢包。實體店購物的人數甚至多于3年前，當時只有46%的人進入實體商店購物。報道稱，然而這種變化現在也出現逆轉：一些網上供貨商也冒險進入現實世界。亞馬遜現在也開始辦實體零售店。在美國已經出現首批亞馬遜實體零售商店。

計算模型采用軸對稱模型，加固體半徑取0.5m，加固體深度取穿越軟弱土層，進入下臥好土層不小于0.5m，承壓板采用圓形，其半徑r分別為0.50m、1.00m、1.50m、2.00m、2.50m及3.00m；硬殼層厚度H1分別取0.0m、0.50m、1.00m、1.50m、2.00m、2.50m、3.00m、3.50m、4.00m、4.50m及5.00m，下部硬土層厚度取10m。

此外，在模型分析過程不考慮承壓板埋深的影響，即按承壓板施加于地表進行模擬。同時，不考慮面積置換率影響，僅對單根樁進行分析。

3 試驗分析結果

3.1 承壓板尺寸對復合地基承載力影響

為了分析復合地基載荷試驗尺寸效應對地基承載力的影響，本文采用Plaxis有限元軟件對復合地基靜載荷試驗進行分析。具體參數如圖1和表1所示。

在體育教學過程中，學生始終是體育學習的主體，學生應在教師的有效指導下積極主動地參與教學活動，充分發揮自身的各項特點[5]。在日常的體育課中，學生應該充分利用有限的課堂時間，在教師的指導下學習相應的技術動作或鍛煉方法，并能夠在課后進行體育鍛煉，進而養成終身體育鍛煉的好習慣。

圖2 不同承壓板尺寸時的荷載-沉降曲線

由圖2可知，針對不同承壓板尺寸，隨著荷載的增大，復合地基沉降逐漸增大，未呈現明顯比例界線。故，為了分析不同承壓板尺寸對復合地基承載力影響，本試驗依據《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-2012)規定，選取s/d=0.01所對應的荷載作為地基承載力，得到不同承壓板尺寸所對應的地基承載力變化規律。具體如圖3所示。

圖3 不同承壓板尺寸所對應的的復合地基承載力曲線

當硬殼層厚度較大時，在荷載作用下，地基應力影響范圍將局限在硬殼層中；而當硬殼層厚度較小時，地基應力影響范圍將擴散到下臥軟弱土層中。故硬殼層厚度(或軟弱下臥層埋置深度)不同時，試驗所得的地基承載力亦將呈顯著差異。

這種現象表明了，復合地基靜載荷試驗所測得的地基承載力，不僅受承壓板尺寸影響，同時亦受到硬殼層厚度的影響，在載荷試驗過程中應充分予以考慮。

福州某道路工程采用水泥攪拌樁進行軟土地基處理。樁徑0.5m，樁長約10m，穿越淤泥層進入中砂層不小于0.5m，地面無硬殼層。采用復合地基靜載荷試驗進行處理后地基承載力檢測，最大試驗荷載特征值的2倍，即200kPa。采用圓形承壓板，其半徑r分別為1000mm、2000mm及3000mm。

3.2 硬殼層厚度對復合地基承載力的影響

當承壓板尺寸相同時，對于不同的硬殼層厚度，其荷載(p)-沉降(s)曲線如圖4所示(鑒于篇幅限制，圖4僅選取承壓板尺寸為2000mm的情況進行分析)。

當前，運營成本管理問題突出，嚴重制約著PPP模式在公路工程全過程造價管理中的應用，在公路工程結算環節，普遍存在投資方為攫取更大利益而多算成本、發包時使用“陰陽”合同、對結算造價不認可等問題，激發工程結算環節的矛盾，公路工程造價無法準確核算，導致項目決算一拖再拖。

圖4 承壓板半徑為2000mm時的荷載-沉降曲線

由圖4可知，相同的承壓板尺寸，硬殼層厚度變化顯著影響了復合地基荷載-沉降曲線變化規律。

隨著經濟全球化的發展，自由主義由英美等傳統資本主義國家迅速向世界各地蔓延，主張私有化、自由化、市場化和全球一體化，并引發了世界性的自由主義改革。[6]在現代自由主義的影響之下，世界各國交往密切，相互合作，構成了一個整體的世界，以國際組織為核心的非國家行為體在國際間貿易爭端、軍事沖突、政治糾紛等方面發揮著越來越重大的影響，國際法限制了國際中潛在化的暴力沖突，國家間的制度被用于國際之中，成為全球化之中協調國際關系的有效機制。

由圖4可知，不同硬殼層厚度，隨著荷載增大，復合地基沉降值亦逐漸增大，且未呈現明顯比例界線。因此，為了分析不同硬殼層厚度對復合地基承載力影響，本文同樣選取s/d=0.01所對應的荷載作為地基承載力，得到不同硬殼層厚度所對應的地基承載力變化規律。具體如圖5所示。

圖5 不同硬殼層厚度所對應的的復合地基承載力曲線

如圖5所示，對于不同承壓板尺寸，隨著硬殼層厚度增大，復合地基承載力呈相同變化趨勢，即地基承載力均逐漸增大，且增大幅度均較為接近。這種現象表明，硬殼層厚度變化對于載荷試驗存在較為明顯影響。然而，當硬殼層厚度增大至1500mm后，復合地基承載力則逐漸趨于穩定，不再隨硬殼層厚度增大而增大。

通過上述分析可知，對于相同的硬殼層厚度，當承壓板尺寸較小時，承壓板荷載所產生的應力影響范圍主要局限于淺層區域，此時復合地基承載力受加固體影響更大，加固體的貢獻更為顯著；當承壓板逐漸增大后，承壓板應力影響范圍逐漸增大，此時復合地基承載力受加固體影響逐漸減少，加固體的貢獻逐漸減弱；當承壓板增大到一定程度后，增大承壓板尺寸對復合地基承載力基本無影響。

4 工程實例

4.1 工程概況

上述現象表明，復合地基載荷試驗所測得的地基承載力受到承壓板尺寸的顯著影響，但當承壓板尺寸增大到一定程度，所測得的地基承載力則逐漸趨于穩定。故復合地基載荷試驗應充分考慮承壓板尺寸影響。

4.2 試驗結果分析

在不同承壓板尺寸下，其荷載(p)-沉降(s)曲線如圖6所示，均為緩變型曲線，沒有明顯的比例界限。選取s/d=0.01所對應的荷載和值作為復合地基承載力特征值。經計算，承壓板尺寸1000mm、2000mm及3000mm對應的承載力特征值，分別為118.5kPa、91.3kPa、90.1kPa。

引黃灌區大部分農戶有分散的手壓井，由于部分群眾飲水安全意識不強，集中供水工程建成后，個別村莊不愿意接自來水，影響工程效益發揮，存在工程實際用水量達不到設計供水量50%的現象。中部干旱帶和南部山區大部分地區有分散的水窖，集中供水工程建成后，存在豐水季節群眾不用水，而枯水季節或枯水年份用水緊張的現象，部分農村飲水工程成了應急工程。如何調節集中供水工程和分散供水工程供需矛盾，讓其發揮最大效益，值得進一步去探討研究。

圖6 不同承壓板尺寸下的荷載-沉降曲線

以上結論與圖2、圖3對比可見，實測結果與數值分析結果有較高的相似性。以上數值分析所得的結論，具有一定的參考價值。

國內的知名高校開設了具有本校特色的開放課程。比如，清華大學的“學堂在線”上線、上海交大的“好大學在線”、愛課程網的“中國大學MOOC”、果殼網的MOOC學院、智慧樹慕課、慕課網和超星慕課等，有些平臺提供付費的結業證書。學習者可以憑借自己的興趣自由選擇這些開放的網絡課程，這些開放課程最大的優勢是世界范圍的優質師資與教學課程資源的分享，一定程度上解決了教育資源不平衡的問題。

5 結論

通過復合地基靜載荷試驗，分析承壓板大小及硬殼層厚度對地基承載力的影響，結果表明：復合地基靜載荷試驗所測得的地基承載力，隨承壓板尺寸的增加而增大，但當承壓板增大到2000mm以后，增大承壓板的尺寸對復合地基承載力基本無影響；復合地基靜載荷試驗所測得的地基承載力，隨著硬殼層厚度的增大而增大，但當硬殼層厚度增大至1500mm以后，復合地基承載力逐漸趨于穩定，不再隨硬殼層厚度增大而增大。

水稻葉部的一種細菌病害。病原菌是原核生物界的水稻黃單胞稻致病變種。病菌從根、莖、葉部的傷口或水孔侵入稻體，在維管束的導管中繁殖危害。苗期和分蘗期最易受害。秧苗葉片多表現葉枯癥狀。在感染品種上多出現急性凋萎癥狀，病斑青灰色水漬狀，病葉迅速卷曲凋萎，在抗病品種上產生褐色枯斑。病菌的發育適溫26℃-30℃，在病殘體上越冬，稻種亦可帶菌，經風雨傳播。氮肥過多和低洼積水田發病早而重。臺風暴雨后，病害常在感病品種上迅速擴散。防治措施：選栽抗病品種、防止稻田淹水是防病關鍵，并結合藥劑防治。

部分教師認為的集體備課就是將各個章節的備課任務分發給不同的教師，由不同的教師負責不同部分教案的撰寫，最后將所有老師的教案進行匯總，交由備課組組長整理成冊.這種“分包式”的備課方式雖然提高了備課效率，減輕了教師集體商議的負擔，但并不是所提倡的“集體備課”.