室内固结试验测定基准基床系数的方法与分析
简析基床系数的三轴测定法
简析基床系数的三轴测定法基床系数也称弹性抗力系数或地基反力系数,是地基土在外力作用下,产生单位下沉时所需的压力,有水平基床系数和垂直基床系数之分。
基床系数在工程设计中具有重要的实用意义,是各行业建筑地基基础及地下工程等工程中一个重要的参数,它主要用于模拟地基土与结构物的相互作用,计算结构内力、变形其取值的大小、分布形式直接影响求解作用在挡土结构物的土压力、位移和内力等,对工程造价、结构安全可靠性程度均有直接影响。
基床系數目前常用的测定方法主要有两大类,一是原位测试,包括载荷试验、旁压试验和扁铲侧胀试验等,二是室内试验,包括三轴试验法和固结试验法。
目前室内试验测定基床系数还没有相关标准和规程,仅在《城市轨道交通岩土工程勘察规范》(GB 50307-2012)7.3.10条文规定了“基床系数在有经验的地区可通过原位测试、室内试验结合本规范附录H的经验值综合确定,必要时通过专题研究或现场K30载荷试验确定” ,但没有介绍详细的试验方法、设备等。
本文通过对大量的室内试验成果分析,收集对比原位测试试验资料与工程使用经验,对室内三轴试验法测定土的基准基床系数方法进行了探讨。
1、三轴试验法的设备与步骤1.1 试验原理三轴试验法是将土样经饱和处理后,在K状态下固结,对一组土样分别做:σ3=kγh,σ1=γhn=Δσ3/Δσ1=0.0,0.1,0.2,0.3式中:k—试验深度处土层静止侧压力系数;γ—土的重度(KN/m3),地下水位以下应取浮重度;h—上覆土层厚度(m)。
不同应力路径下的三轴试验(慢剪),得到应力应变曲线,求得初始切线模量或某一割线模量,定义为基床系数。
在试验过程中,应变式三轴仪在试验过程中轴向应力σ1是一个变量,可通过控制围压σ3不变即Δσ3=0,以达到满足n=Δσ3/Δσ1=0的试验条件。
1.2 试验的设备和软件试验设备采用北京华勘科技有限责任公司生产的KTG全自动三轴剪切仪,该仪器由试验机、压力室、试验及控制系统、周围控制系统、反压控制系统、主应力差量测系统、孔隙压力传感器、排水传感器、体变传感器、数据采集系统等组成。
基床系数测试方法分析研究
式中: K ——基床系数
P ——地基土所受的应力
s ——地基的变形
基床系数(Coefficient of Subgrade Reaction)在地铁、地下工程、建筑地基基础、公路、机场等工程中经常使用的一个概念,其定义是从原位平板载荷试验得到的,从定义分析可知:第一,荷载板单位下沉量所对应的单位面积压力不是一个常数,荷载板面积越大,对应单位面积压力越小。第二,大量载荷试验结果表明,试验压力和变形曲线并不是严格的线性特征关系,而为非线性特征关系。因此下沉量s的取值比例对K值的影响不能忽视。不同规范对s取值都有规定,如我国铁路规范规定取s = 0.1125cm对应的压力为标准基床系数。能够准确地在室内外测定其数值是十分关键的。目前测定基床系不论哪种方法,其试验条件和取值方法都缺少严格定义或统一规定。
2)取值问题
压缩模量Es一般是根据固结试验e~P曲线确定,该曲线亦是非线性的。同三轴试验法相似,可取切线模量作为Es ,不同之处是,采用自重应力所对应的切线模量。
三、基床系数计算公式
基床系数:荷载试验求得的基床系数有三种:即荷载试验基床系数KV(直接由荷载试验取得);标准基床系数K1(把不同承压板直径或宽度的荷载试验所得荷载试验基床系数KV统一换算成标准承压板Bf=0.305m的基床系数);地基土基床系数K(与基础宽度有关)。
密实2.5×10_~4.0×10_
砾石中密2.5×10_~4.0×10_
黄土及黄土类粉质粘土4.0×10_~5.0×10_
桩基软弱土层内摩擦桩1.0×10_~5.0×10_
穿过软弱土层达到密实砂层或粘性土层的桩5.0×10_~15.0×10_
打到岩层的支承桩800×10_
原位测试法
基床系数原位测试的方法有:平板载荷试验、螺旋板载荷试验、旁压试验、扁铲侧涨试验等,这里简要介绍平板载荷试验。
基床系数取值方法相关问题分析
图 1 Winkle 地基模型上梁计算简图
力平衡条件可得到如下方程[1]:
EI
d4 f bp q dx 4
(1)
用 1 平方英尺大小的方形承压板(折合边长 0.305m)载 荷试验测试基床系数; 日本等国采用 0.3m 直径的压板 测试路基的压实度,我国的铁路和公路部门率先仿日 本等国也采用 0.3m 直径的压板测试路基的压实度, 并 称之为路基系数 k30; 接着我国的工民建部门效仿铁路 等部门采用直径 0.3m 或边长 0.3m 的承压板进行基床 系数试验,试验结果定义为基准基床系数 kv,有时也 称为 k30。 这里暂且将其他尺寸的承压板试验结果定义 为 kt,实际基础工程的基床系数定义为 ks。 基床系数 k 就是地基土某点的所受的压力 P 与相 应的变形 s 的比值,即 k=P/s。从该定义中可以看出, 要确定 k,首先要求明确 P 和 s 的取值标准。我国涉 及到基床系数的部分规范多规定取 s=1.25mm 时的 P/s 值为基准基床系数 kv[2,6],部分规范没有明确规定[7], 多数教材和文献也回避了这一问题,他们没有对 P 的 取值提出要求。当时铁路部门取 s=1.25mm 时的 k 值, 主要是为了使测试的路基系数 k30 值和其它路基压实 度指标在密实度上相对应,进而来评价路基土的压实 度[6 ,8]。唯独《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72 -2004)(简称高规 JGJ72-2004)[5]规定测试 kv 时,P 为 标准压板(直径 0.3m)载荷试验的 P-s 关系曲线的比例 界限压力,如果 P-s 关系曲线无明显直线段,P 可取 极限压力的一半,而 s 为相应于压力 P 值的沉降量。 由此可见,该规范测试 kv 时,对 s 没有提出要求,这 与其他规范根据 s=1.25mm 对应的 P 值求取 kv 有较大 差别。实际上,这一差别不仅在文字定义上,在实际 的测试结果上也会有一定差别。根据实际载荷试验结 果分析,当 P-s 关系曲线有明显的线性变形段,或土 的压缩性低时,二者的差别一般也都在 10%以上;当 P-s 关系曲线无明显直线段,或土的压缩性高时,二 者差别更大,一般都在 20%以上。周宏磊等也指出, 当按国标《建筑地基基础设计规范 》 (GB50007 - 2002)(简称国标 GB50007-2002)方法, 标准尺寸载荷试 验“比例界限”取为 s/b=0.01,即取 s=3mm 时,得到 的 k30 值有较大差别[9]。 以上两种 kv 取值方法有较大差别,显然,高规 JGJ72-2004 的做法更加合理。主要原因有以下几个方 面: (1)铁路等部门取 s=1.25mm 对应的 k30 值,是 仿照国外,为了与其他密实度指标相对照,并无特殊 意义; 同时, 铁路等部门求取 k30 值的出发点是为了配 合其他密实度参数评判路基土的压实度,而工民建工 程中求取基床系数 kv 值的目的是进行弹性基础梁板弯 矩、剪力和挠度计算等用。目的和用途不同,严格来
固结试验法求取基床系数的运用
取值更加合理,也更加科学地运用于地铁隧道设计中。
关键词 :固结试验 ;基床系数 ;尺寸效应修正 ;放大系数 ; 压缩模量
中图分类号 :1 3 ’1 3 l. 2 文 献标识码 :A 文章编号 :17 —0 9 2 0 )o — 0 0— 3 6 3 46( 0 8 3 0 2 0
Co s l a i n Te t o e ce to u g a e Re c i n n o i t ssf r Co m i n fS b r d a to d o
Ab ta t:I u e e meh d o o s l a o x ei e t t e t o f c e to u g a e r a t n o i ir n sr c t s d t t o fc n o i t n e p r n s o ts e f i n f s b r d e c i fd f e e t h di m c i o f
ZHANG a .ig LI S ibn S n dn . U h ig "
( n rl op rt no C a gi g o ka dS iP 0 c, h n 3 0 0 C ia Geea C roa o f h n j n R c n ol rj tWu a 4 0 1 , hn ) i a e
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a u t s eu e n dte macigait mo n wa d d cda hi t n blywa v r e . r h i s ei d i f
Ke r s c n o d t n t s ;c fii t o u g a e r c o ;sz d f a o y wo d : o s l a o e t i i s o e ce f s b r d e t n ie mo i c t n;c f ce t e lr e e t n a i i i e o i in nag m n ;
基床系数的确定方法综述
力, 也称弹性抗力系数或地基反力系数。有水平基床 系数和垂直 基床系数之分 。
我 国 自大 秦 重 载 铁 路 修 建 开 始 , 引入 地 基 系数 K值 作 为 路 基 填 料压 实质 量 的检测控 制指 标 , 路 路基施 工方 面得到 推广应 用 。 在铁 土 , 采用的公式 为 :
其中 , 。 r o 为大主应力 , P ; , M ao 为小主应 力 , a8 为轴 向应 r MP ;。
% o为 b r r 3 l = K ( ) 变 , ; 初 始 切 线 模量 匪 的倒 数 ; 为 主 应 力 差 渐 近 值 o 一。 2 的倒 数 。变 换 纵 坐 标 后 , 得 : 可 平 板 载荷 试 验 得 到 的 基 床 系数 能 真 实 反 映 地 基 土 的 特 性 , 在 :n+ 8 b。 () 5 有条件的情况下应尽可能采用该方法确定地基土的基床 系数 。
强度一定时 , 基 土的基 床系 数越 小 , 地 地基 产生 的沉 降量 越大 。 试对土体扰动小得多 , 并且每 2 m进行一次试验 , 0c 可近似连续地 基床系数不是单 纯表征土 的力学性质的计算指标 , 还受基底压力 反映出土性 随深度 的变化情 况 , 试验结果与人们熟悉 的土工参数 的大小和分布 、 压缩性 、 土层厚度 、 邻近荷 载等的影 响。由以上分 相关联 。这为通过现场试验有效获得水平基 床系数提供可 能 , 目 析可知 , 基床系数 这个指标 , 不同的试验方 法、 同的试验条件 前 已 有一 些 岩 土 工 程 师 提 出 了不 同 的计 算 方 法 。 不 以 及 不 同 的取 值 比例 , 结 果 均 会 有较 大 的差 别 。 其 2 2 室 内土 工 试 验 .
关于基床系数的理解和确定
关于基床系数的理解和确定1 基床反力系数K值的理解和确定1.1基床反力系数K值的物理意义:单位面积地表面上引起单位下沉所需施加的力。
基床反力系数K值的影响因素包括:基床反力系数K值的大小与土的类型、基础埋深、基础底面积的形状、基础的刚度及荷载作用的时间等因素。
试验表明,在相同压力作用下,基床反力系数K随基础宽度的增加而减小,在基底压力和基底面积相同的情况下,矩形基础下土的K值比方形的大.对于同一基础,土的K值随埋置深度的增加而增大。
试验还表明,粘性土的K值随作用时间的增长而减小。
因此,K值不是一个常量,它的确定是一个复杂的问题。
1.2 基床反力系数K值的计算方法(a)静载试验法:静载试验法是现场的一种原位试验,通过此种方法可以得到荷载-沉降曲线(即P-S曲线),根据所得到的P-S曲线,则K值的计算公式如下:K=P2-P1/S2-S1;其中,P2、P1分别为基底的接触压力和土自重压力,S2、S1——分别为相应于P2、P1的稳定沉降量。
静载试验法计算出来的K值是不能直接用于基础设计的,必须经太沙基修正后才能使用,这主要是因为此种方法确定K值时所用的荷载板底面积远小于实际结构的基础底面积,因此需要对K值进行折减(HiStruct注:折减要适当且有依据)。
(b)按基础平均沉降Sm反算:用分层总和法按土的压缩性指标计算若干点沉降后取平均值Sm,得 K=p/ Sm 式中p为基底平均附加压力,这个方法对把沉降计算结果控制在合理范围内是非常重要的。
用这种方法计算的k值不需要修正,JCAD在“桩筏筏板有限元计算”中使用的就是这种方法。
(c)经验值法 JCCAD说明书附录二中建议的K值。
1.3 讨论基床反力系数K是基础设计中非常重要的一个参数,因为它的大小直接影响到地基反力的大小和基础内力。
因此,合理地确定此参数的大小就显得至关重要。
1.3.1已知沉降算K值:JCCAD软件在“桩筏筏板有限元计算”中,K值的计算公式为:“板底土反力基床系数建议(kN/m3)”=“总面荷载值(准永久值)”/“平均沉降S1(m)”。
关于用室内三轴(CD)试验方法确定基床系数的探讨
土和粉 性 土 的试 验数 据 。
表 3 基床 系数 与粘性 土的泊松比及弹性模量相关指标
T . P is n a i f o f ce t u g a e r a t n a d c h - b a 3 os o g rt o e in b r d e c i o e o c i s o n sr ola d rl td i d x so d ls o l sii ie s i n eae n e e fmo u u fea t t cy
表 2 粉性土基床 系数试验 结果与相 关指标
T . T s e ut n e ae n e e fc e i in u ga e b a 2 e tr s l a d r lt d i d x s o o f ce ts b r d s r a t n o i y s i e c i fsl ol o t l
的基 床 系数 。
() 1 2 2 数 据 处理 .
基床系数在公路 , 机场 , 地下工程和建筑地基基 础工程是一个重要 的参数。基床系数是指地基土在 外力作用下产生单位变形 时所需要 的压力 , 也称地
基 反力 系数 , 般可 表示 为 一
: 一
P
S
式 中: K为基床系数 K / Nm; P为地 基 土所受 的压 力 K / Nm ;
理论 上应 取 曲线初始 段切 线模 量 或取对 应应 力
国标 《 下铁 道 、 轨 交通 岩 土 工程 勘察 规 地 轻 范》 …议在室内用三轴和固结试验两种方法确定基 床系数。工程 中采用三轴( D 试验方法时 , C) 具体方 法如 下 :
首先 把 土样沿 土层 沉积 方 向或垂 直 土层沉 积方 向方 向制 成 三 轴 试 验 样 品 。然 后 将 试 样 饱 和 处 理 后, 把试样 在 一定 围压 下 固结 。为 了使 土 样受 力状
基床系数室内试验方法
式 中 : 为 土体 的 变形 量 , l s 荷 载 板 ( 础 ) s mi; l 为 基 宽
度 为 3 . m 时土 体 的变 形量 , 0 5c mm; B为荷 载 板 ( 基
能源 消耗 , 少 环 境 污 染 , “ 速 、 全 、 适 、 减 而 快 安 舒 便
利” 的地 铁 成 为首 选 的 城 市 公 共 交 通 工 具 . 想 设 要 计 出 既经 济又安 全 、 合理 的地 铁 , 需要 岩 土工 程 勘察 为设 计 单位 提供 准 确 的地质 数据 , 要 问题 是准 确 、 首 合 理地 确定 基 床系 数 K( 基 土所 受 应 力 与相 应 土 地 体 变形 量之 比 , K: / ) 笔 者通 过 对 郑 州市 地 铁 即 ps.
数 换算 成 K。 : ; 值
砂 土 粘 性 土 = Kt: K B 。 , =3 2 B . . 8 K () 3 () 4
1号 线岩 土工 程勘 察 中所 运 用 的基 床 系 数 确定 方 法
和 所遇 到 的 问题 进 行 分 析 , 基 床 系数 确 定 方 法 及 对 数 值修 正 提 出一些 建议 , 实 际应用 具 有指 导 意义 . 对
1 尺 寸 效 应 问题
影 响基 床 系数 大小 因素 很 多 , 了土 的类别 、 除 物
理 力 学 特 性 、 深 、 下 水 等 因 素 外 , 础 尺 寸 的 影 埋 地 基
2 基 床 系 数 室 内试 验 方 法 及 修 正
2 1 固 结 试 验 法 .
响 比较 明显 . 年 , 早 奥地 利 土力 学 家 T r gi 砂 土 ez h 对 a
( 础) 基 的宽 度对 地基 土 的变 形 有显 著影 响 , 得 出 并 两 者之 间 的关 系式
固结试验法求取基床系数的运用
Es1 -2 Δp - ho 2 ho
其中,Es1 - 2 = ( 1 + e1 )
缩模量,单位为 MPa; Δp = σ2 - σ1 , 表示的是应力增加, 单 位为 MPa; ho 表示土样试验高度,单位为 m。 普遍而言,ho 可以替换为环刀高度, 即 20mm, 加荷级别 = 100kPa,由此可得: K≈ ( 50Es1 - 2 ) - 2. 5 ≈50Es1 - 2 ③ 现以我国的地铁规范中的淤泥质土、北京规范的粘性土为 参考,与所得公式③进行对比,详情见表 1 :
固结试验法求取基床系数的运用
刘艳涛 ( 广东省地质实验测试中心,广东 摘要: 本文通过设定固结试验相关参数 ,对地基土承载变形试 验进行全面模拟,然后参照固结试验压力与地基土承载变形之 间的关系,对地基土基床系数进行有效计算 ,最后按照相关换 算法,获取地基土基准基床系数 。旨在为我国工程设计过程中 基准基床系数实现批量测定提供有价值的参考数据 ,对现场试 验经费以及条件制约问题予以有效解决 。 关键词: 固结试验法; 基床系数; 运用分析 基床系数即地基反力系数 、弹性抗力系数,属于工程建设 常用性参数,指代基于外力的作用 ,地基土出现单位变位时需 求的应力,传统测定方式为野外荷载试验 。但由于工程建设过 程中,涂层埋深程度存在一定差异 ,现场载荷试验可以测定浅 层土层,却无法准确测定中深土层 。而固结试验便可以对不同 压力下测试土样固结变性特征进行准确测定 ,这和测定基床系 数的条件基本一致,因此,采取固结试验法对基床系数进行模 拟测定具有良好的可行性 。 一、固结试验法测定原理 通过固结试验法测定基床系数 ,必须明确地基土单位变位 应力以及变形关系,原理表达式如下: σ2 - σ1 1 + em K= ˑ ① e1 - e2 ho 其中,K 表示基床系数; σ 2 - σ 1 表示的是应力增量, 单 位为 MPa; e1 - e2 表示的是相应孔隙比减量 ,单位为 MPa; em 表示的是 ( e1 + e2 ) /2 ; ho 表 示 的 是 土 样 试 验 高 度, 单 位 为 m。 将上述公式转变为压缩模量与基床系数关系表达式 , 可以 直观体现 K 值,公式如下: ( 1 + e1 ) - ( e1 - e2 ) / 2 σ2 - σ1 ˑ K= e1 - e2 ho 得的稳定系数差异比较大 ,在工程设计中应综合考虑。 利用有 限元法来分析坝体抗滑稳定能够较精确的考虑到基岩的复杂地 质和坝体所受的各种荷载 。但有限元法在大变形问题中的存在 不可避免的网格畸变问题 。另外用极限刚体平衡法和有限元方 法去求解工程问题的抗滑稳定系数时 ,几乎都是建立在强度折 减概念基础上, 强 度 折 减 系 数 的 取 值 问 题 也 直 接 影 响 到 所 得安全系数的合理性 。 在 用 可 靠 度 方 法 分 析 重 力 坝 抗 滑 稳 定时 , 其分析成果与 其 输 入 的 随 机 变 量 的 均 值 , 和 其 变 异 系数或标准差密切相 关 。 变 异 系 数 的 选 取 依 赖 于 以 往 工 程 中积累的大量经验 。 分 项 系 数 法 是 基 于 可 靠 度 思 想 并 引 入 有限元法求解的方法 , 这 种 分 析 方 法 综 合 考 虑 了 超 载 和 材 料弱化因素 , 与传统安 全 系 数 法 相 比 分 项 系 数 法 判 断 结 构 安全度要更加合理 。 3. 结论与展望 抗滑稳定分析方法是用于研究涉及水工隧洞围岩 、 坝基、 边坡稳定等一类重大工程问题 ,具有重大的研究意义。 重力坝 抗滑稳定分析也是重力坝设计中的重点和难点 ,重力坝凭借自 身优点,被世界各国所采用 ,也是我国主要坝型之一。 随着筑 坝技术和工程规模的发展, 对抗滑稳定分析的要求也越来越 高,传统的刚体极限平衡法 ,有限元法等分析方法,这些经典 公式理论也在不断地改进和完善 。 但由于公式本身的局限性 , 这些分析方法往往带有较多的经验成分 ,在某种复杂地基的情 况下,表现出一定的不适应性 ,许多专家学者对此进行了进一 广州 510080 ) ˑ σ2 - σ1 σ2 - σ1 1 ˑ - e1 - e2 ho 2 ho ② ˑ σ2 - σ1 , 表示的是地基土压 e1 - e2 = ( 1 + e1 ) =
一种新型的基准基床系数室内通用测试方法
V o 1 . 3 4 N o. 1
J n n .2 0 l 7
d o i : 1 0 . I 1 9 8 8 / c k y y b . 2 0 1 6 0 9 8 7
2 0 1 7 , 3 4 ( 1 ) : 1 0 9 — 1 1 3
一
种 新 型 的基 准 基 床 系数 室 内通 用测 试 方 法
1 1 0
长 江 科 学 院 院 报
1 个 连接 ( 阀门 1 ) 压 力 腔容 器 调 节 管 , 1 个连接 ( 阀 门2 ) 智 能液 压 控 制器 。智 能 液 压 控 制 器最 大 输 出 压力 2 MP a , 稳 压绝 对 误 差 ≤ 1 k P a , 力传 感 器 与 位 移传 感器通 过采 集盒 连接 微机 自动记 录 过程数 据 。 测试时, 将试 样放 容器 中 , 先 通过 内框 对试样 全 断面施 加其 原位 所 受到 的 自重 应力 , 恢 复原 位 应 力 状 态 。稳定 后通 过外 框对 内环压 板分 级施 加附加 应 力, 液压 腔侧 压通 过 智 能液 压 控 制 器 恒定 原 位 实 际
第3 4卷 第 1期
2 0 1 7 年 1月
长 江 科 学 院 院 报
J o u r n a l o f Ya n g t z e R i v e r S c i e n t i i f c R e s e a r c h I n s i t t u t e
测试仪 由垂 直 加压 机架 、 容器、 侧 压 控制 器 及 垂
收稿 日期 : 2 0 1 6 — 0 9 — 2 6 ; 修 回 日期 : 2 0 1 6 -1 0 - 2 6 作者简 介: 徐牧明 ( 1 9 7 1 一) , 男,湖北黄梅人 , 高级工程师 , 从事岩土 工程 [ 作, ( 电话 ) 1 3 5 0 7 1 9 1 9 1 l ( 电子信箱 ) x u mu m i n g 2 0 1 0 @1 6 3 . c o n。 r
浅谈室内固结法计算地基基床系数
浅谈室内固结法计算地基基床系数作者:刘盖沈亚兰汤娜娜来源:《价值工程》2019年第23期摘要:基床系数是地质勘查的重要参数。
本文引用已有的基床系数的研究成果的取值现状的计算值与规范给出的经验值做对比,经过试验分析研究,对室内固结试验方法基床系数的取值相关问题进行对比,以供同仁参考。
Abstract: The bed coefficient is an important parameter for geological exploration. In this paper, the calculated value of the existing research results of the bed coefficient is compared with the empirical value given by the specification. After the experimental analysis, the problems related to the value of the bed coefficient of the indoor consolidation test method are compared,for the reference of colleagues.關键词:室内固结法;地基;基床;计算;系数Key words: indoor consolidation method;foundation;bed;calculation;coefficient 中图分类号:TU470 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码:A ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章编号:1006-4311(2019)23-0171-020 ;引言基床系数一般是城市地下工程设计作为重要的一个参数之一,基床系数数值的准确性直接关系着工程的质量和安全性;南京地区基床系数的综合确定是参照原位测试、室内试验结合《城市轨道交通岩土工程勘察规范》(GB50307-2012)附录H以及江苏省《岩土工程勘察规范》(DGJ32/TJ208-2016)附录J综合确定。
基准基床系数根据边长30cm平板载荷试计算
基准基床系数根据边长30cm平板载荷试计算1. 介绍基准基床系数是土力学中的一个重要概念,它反映了土体在受力作用下的承载能力。
而边长30cm平板载荷试验是一种常用的方法,用以计算基准基床系数。
在本文中,我们将深入探讨这一主题,并从不同角度进行全面评估,以期更加深入地理解基准基床系数的计算方法及其实际意义。
2. 基准基床系数的概念基准基床系数是指土壤或地基在特定条件下的承载能力与标准基础的承载力之比。
它是土壤工程中的一个重要参数,可以用来评估地基的稳定性和承载能力。
基准基床系数的计算是土力学和地基工程中的重要内容,往往需要通过实验或理论计算来得出准确的数值。
3. 边长30cm平板载荷试验边长30cm平板载荷试验是一种用来计算基准基床系数的实验方法。
在这个试验中,以边长为30cm的平板作为载荷,在地基或土壤的表面进行加载,通过测量载荷与土壤的变形关系,来计算出基准基床系数的数值。
这种试验方法简单有效,广泛应用于工程实践中。
4. 不同土壤条件下的基准基床系数基准基床系数的数值受到土壤类型、含水量、压实度等因素的影响。
在不同的土壤条件下,基准基床系数的数值也会有所不同。
在进行基准基床系数的计算时,需要充分考虑土壤的特性,以得出准确的结论和数据。
5. 个人观点和理解基准基床系数的计算对于地基工程和土力学研究具有重要意义,它直接关系到工程的安全性和稳定性。
通过边长30cm平板载荷试验,可以有效地得出基准基床系数的数值,为工程设计提供重要参考。
在实际工程中,我认为应该根据具体的土壤条件,结合多种试验和方法,来综合计算和评估基准基床系数,以保证工程的安全可靠。
6. 总结通过对基准基床系数根据边长30cm平板载荷试计算的深入探讨,我们可以发现这一主题涉及到土力学、地基工程等多个领域。
在实际工程中,合理准确地计算基准基床系数对于设计安全可靠的工程至关重要。
我们需要不断深入研究和探讨这一主题,以期更好地应用于工程实践中。
基床系数测定方法的探讨
基床系数测定方法的探讨摘要:随着城市地下空间开发的发展,深基坑工程变形设计时需要较为可靠的各地层水平基床系数参数Kh,控制填土质量标准时需要垂直基床系数参数Kv。
本文对岩土专业常用规范进行梳理得出基床系数数据最为可靠的原位测试为K30cm载荷试验及桩的水平载荷试验,但这类试验测试过程复杂、难度大、测试效率不高。
行业目前常用方法除K30cm载荷试验外,尚有旁压试验、标准贯入试验及室内三轴试验等方法。
本文结合长沙市地铁勘察工程实例,对长沙地区代表性的两种粘性土基床系数的上述测试成果进行分析后认为,旁压试验试验过程简便,测试原理与载荷试验类似,提出利用旁压试验成果计算基准基床系数更为可靠,但需对其结果进行适当修正,并提出了经验回归公式供类似工程参考。
关键词:基床系数;旁压试验;载荷试验;Study on the determination of part of cohesive soilCoefficient of subgrade reaction of Changsha area[Abstract]:With the development of urban underground space expoitation,the horizontal foundation coefficient parameter Kh and vertical foundation coefficient parameter?Kv are the important parameters for the deformation design of deep foundation pit engineering and controlling standard of filling quality. By studying on geotechnical standards,the most reliabe in-situ test for Kh and Kv are the K30cm Load Test and the Pile Test. However,There are three disadvantages in above methods,such as complex testing process,great difficulty and low working. At present,some simple testing metheods sucn as ateral pressure test,standard penetration test and indoor triaxial test are used to measure the Kh and Kv,and the resuts for these methods are needed to be adjusted. Combining with the engineering example of metro investigation of Changsha city,the test results of two kinds of cohesive soils was analyzed in this paper to obtained the Kh and Kv. The results show that the ateral pressure test process is simple and the testing principle is similar to Load Test. As a result,it is a reliabe method to calculate the Kh and Kv by the ateral pressure test results,and it is necessary to be modified. On this basis,experiential regression formulae is put forward to provide similar engineering reference.[Key words]:Coefficient of subgrade reaction;Pressuremeter test;Load Test;0、引言1867年Winkler提出假设,地基上任一点所受的压力强度P与该点的地基沉降量s成正比,这个比例系数就是基床系数,用K表示,单位为MPa/m。
基床系数的室内外测试方法分析与研究
文章编号:1007Ο2993(2004)05Ο0244Ο04基床系数的室内外测试方法分析与研究刘艳华(北京市勘察设计研究院,北京 100038) 【摘 要】 对目前规范中测试基床系数的方法进行了探讨和分析,指出其不合理性,在此基础上,展开对基床系数的室内测试方法的研究,最后给出两种较为简单实用的室内测试方法。
【关键词】 基床系数;室内试验;变形模量;应力应变关系【中图分类号】 TU 470Analysis and Study on Indoor and Outdoor T esting Method ofCoeff icient of Subgrade R eactionLiu Yanhua(Beijing G eotechnical Institute ,Beijing 100038China )【Abstract 】:By discussing and analyzing the indoor and outdoor testing methods of coefficient of subgrade reaction ,the irrational 2ity about its testing method is given.And based on above ,studying and testing on coefficient of subgrade reaction are carried out.At last ,two new simple and practical indoor methods are proposed【K ey w ords 】:coefficient of subgrade reaction ;indoor test ;deformation modulus ;stress -strain relation0 引 言基床系数是指地基土在外力作用下产生单位变位时所需要的压力,也称弹性抗力系数或地基反力系数,一般可表示为K =p s式中:K 为基床系数,MPa/m ;p 为地基土所受的应力,MPa ;s 为地基的变位,m 。
关于用室内固结试验方法确定地基土基床系数的探讨
K
=
P S
(4)
式中 K —基床系数/ M Pa·m - 1 ;
P —地基土所受的应力/ M Pa ;
S —地基的变位/ m 。
从基床系数的定义分析可知[3 ] : 第一 ,荷载板
单位下沉量所对应的单位面积的压力不是一个常
数 ,荷载板面积越大 ,对应单位面积压力越小 ;第二 ,
大量载荷试验结果表明 ,试验压力和变形曲线并不
K ≈ 50 ES1 - 2 - 215 ≈ 50 ES1 - 2
(3)
现以地铁规范[1] 、上海规范[2]中的淤泥质土 、北
京地区[3]粘性土为例 ,将公式 (3) 近似估算得到的结
果与以上资料中提供的经验数据进行比较 ,见表 1 。
表 1 基床系数 K 值的比较
资料 地铁规范 上海规范
北京地区
1812
4 结 语
(1) 当采用室内固结试验方法确定地基土基床 系数时 ,本文提出了应对其进行修正 ,并给出了相应 的计算公式 ,同时也给出了用压缩模量 ES1 - 2近似 估算地基土基床系数的公式 ,应用十分方便 。由于 用压缩模量 ES1 - 2估算的基床系数存在取值比例上 的误差 ,因此 ,提供的基床系数设计参数不宜采用压 缩模量 ES1 - 2估算值 ,而应由固结试验中测得的应 力与变形关系来确定 。
(12) 对于粘性土 ,计算公式为 : K1 △ = 01066 K ≈ 01066 ×50 ES1 - 2 ≈ 3130 ES1 - 2
(13)
314 工程实例
某工程位于南京河西地区 ,各土样的物理力学 性质指标见表 2 ,各土样基床系数见表 3 。由表 3 中 各土样基床系数对比可以看出 : (1) 直接用固结试验 测得的基床系数 K 值比地铁规范[1 ]附录 F 中基床 系数 K 的经验值大 10 倍以上 ; (2) 用本文公式计算 的似标准基床系数 K1 △与地铁规范[1 ]附录 F 中基 床系数 K 的经验值基本一致 ; (3) 用压缩模量 ES1 - 2 估算的基床系数与固结试验测得的基床系数存在差 异 ,显然是由于取值比例不同引起的误差 。
关于基床系数的理解和确定
关于基床系数的理解和确定关于基床系数的理解和确定1 基床反力系数K值的理解和确定1.1基床反力系数K值的物理意义:单位面积地表面上引起单位下沉所需施加的力。
基床反力系数K值的影响因素包括:基床反力系数K值的大小与土的类型、基础埋深、基础底面积的形状、基础的刚度及荷载作用的时间等因素。
试验表明,在相同压力作用下,基床反力系数K随基础宽度的增加而减小,在基底压力和基底面积相同的情况下,矩形基础下土的K值比方形的大.对于同一基础,土的K值随埋置深度的增加而增大。
试验还表明,粘性土的K值随作用时间的增长而减小。
因此,K值不是一个常量,它的确定是一个复杂的问题。
1.2 基床反力系数K值的计算方法(a)静载试验法:静载试验法是现场的一种原位试验,通过此种方法可以得到荷载-沉降曲线(即P-S曲线),根据所得到的P-S曲线,则K值的计算公式如下:K=P2-P1/S2-S1;其中,P2、P1分别为基底的接触压力和土自重压力,S2、S1——分别为相应于P2、P1的稳定沉降量。
静载试验法计算出来的K值是不能直接用于基础设计的,必须经太沙基修正后才能使用,这主要是因为此种方法确定K值时所用的荷载板底面积远小于实际结构的基础底面积,因此需要对K值进行折减(HiStruct注:折减要适当且有依据)。
(b)按基础平均沉降Sm反算:用分层总和法按土的压缩性指标计算若干点沉降后取平均值Sm,得 K=p/ Sm 式中p为基底平均附加压力,这个方法对把沉降计算结果控制在合理范围内是非常重要的。
用这种方法计算的k值不需要修正,JCAD在“桩筏筏板有限元计算”中使用的就是这种方法。
(c)经验值法 JCCAD说明书附录二中建议的K值。
1.3 讨论基床反力系数K是基础设计中非常重要的一个参数,因为它的大小直接影响到地基反力的大小和基础内力。
因此,合理地确定此参数的大小就显得至关重要。
1.3.1已知沉降算K值:JCCAD软件在“桩筏筏板有限元计算”中,K值的计算公式为:“板底土反力基床系数建议(kN/m3)”=“总面荷载值(准永久值)”/“平均沉降S1(m)”。
地基基床系数
地基基床系数1. 什么是地基基床系数?地基基床系数是土壤力学中的一个重要参数,用于描述土壤在承受荷载时的变形特性。
它反映了土壤的压缩性和强度特征,对于土木工程设计和施工具有重要意义。
2. 地基基床系数的计算方法地基基床系数通常通过实验室试验或现场观测来确定。
以下是常见的计算方法:2.1 压缩模量法压缩模量法是一种常用的计算地基基床系数的方法。
它通过测定土壤在不同应力水平下的应变和应力关系,来确定地基基床系数。
具体步骤如下:1.收集土样并进行室内试验,测定不同应力水平下的应变和应力;2.绘制应变-应力曲线,并根据曲线斜率计算压缩模量;3.将压缩模量代入相关公式,计算地基基床系数。
2.2 回弹法回弹法是一种简便快捷的现场观测方法,适用于某些类型的土壤。
它通过测量荷载施加前后土壤表面的回弹量,来估算地基基床系数。
具体步骤如下:1.选取观测点,在荷载施加前后分别进行回弹观测;2.根据回弹量计算地基基床系数,采用经验公式或相关曲线。
3. 地基基床系数的影响因素地基基床系数受多种因素的影响,包括土壤类型、含水量、应力水平等。
以下是一些常见的影响因素:3.1 土壤类型不同类型的土壤具有不同的物理和力学特性,因此对地基基床系数有着显著影响。
例如,砂土通常具有较高的压缩模量和较小的压缩性,而黏土则相反。
3.2 含水量土壤含水量对地基基床系数也有较大影响。
当土壤含水量增加时,其压缩模量通常会减小,导致地基基床系数增大。
3.3 应力水平应力水平是指施加在土壤上的荷载大小。
当应力水平增大时,土壤通常会发生较大的变形,导致地基基床系数减小。
4. 地基基床系数在土木工程中的应用地基基床系数在土木工程设计和施工中具有重要作用。
以下是一些常见的应用:4.1 土壤压缩性分析地基基床系数可用于评估土壤的压缩性特征,帮助工程师了解土壤在承受荷载时的变形情况。
这对于确定合适的地基处理方法和预测工程变形具有重要意义。
4.2 地基承载力计算地基基床系数是计算地基承载力的重要参数之一。
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大 ,也容 易产 生偏差 。当前勘 探手段相 对来说 比较成熟 , 可以采取不同深度 的原状 土样 。室内试验中的固结试验就
常数 ,与基础埋深 、面积 、形状等因素有 ” 。为便于评价
土 的特 性与 工程使用 ,一 般 由试验 测定 土的基 准基床 系 数。 目前对土的基 准基 床系数 测定方法主要分直接与间接
式 中 :P为基底某点的反力 ,k / 2 Nm ;S为相应 于该 点的沉 降量 ,m。
K值的确定 比较复杂 ,基床 系数 的大小 与地基 土的类
别 、土 的状 况 、物 理 力 学 特 性 、基 础 的形 状 及 作 用 面 积 受 力状 况 等 有关 。 有 研 究 表 明 ,在 同一 压 力 作 用 下 ,K 不 是
fu d t n s i w s crid o fce t fs b rd e c o ee w re u c odn o te rlt n o rsue a d o n ai ol a are .C e iins o u ga e rat n w r ok d o ta c rig t h eai fpe s r n o i o
( 浙江省工程勘察院,浙江 宁波 351 10 2)
摘 要 :通过对室 内固结试验相关 参数 的设定 ,模拟地基土承载变形试 验 ,根据 固结试验 的压 力 条件和经费的限制 的问题 ,提供更 多的试验数据 ,为工程设计使用 。 关键词 :室 内固结试验 ;基准基床系数 ;批量测定
中 图分 类 号 : U 1 . T 41 5 文 献 标 志码 : A 文 章编 号 :10 — 6 8 2 1 )6 0 1- 2 0 3 38 (0 0 0 -0 0 0
21 0 0年 1 月 2
巾国曩湾建设
C iaHab u n ier g hn r o r gn ei E n
De .2 0 c , 01
第 6期 总第 1 No 6
室 内固结试 验测定基准基床系数 的方法与分析
朱智勇 ,曹玉苹
i dts. t a r vd f l e t I C p o i emo d tm fre gn e n e in e n e r au o n i e r gd sg . i Ke r s o s l ae s i o m ;r fr n ec f ce t f u ga er a t n ts a c e y wo d :c n oi tdt t n ro d e e e e c o i inso b rd c i ; e tn b th s e s e o i
关 系 。计算
地基土 的基床系数 ,并通过相应的换算求取土的基准基床系数。从而实现基准 基床 系数 的批量测定 ,解决现场试验
M e h d a d An l ss o n o i a e s n Ro m o t r i n t o n a y i f Co s l t d Te t i o d f r De e m ni g
Re e e c e ce t f S g a a to f r n e Co f in s o ub r de Re c i n i
Z HU h - o g CAO Yu p n Z iyn , - ig
( hj n nier gPop c n stt,Nnb ,Z  ̄ ag 3 5 1 ,C ia) Z e agE g ei rset gI tue ig o h i 10 2 hn i n n i ni n
0 引 言
K =P/ S
() 1
基床系数 ,也称弹性抗力系数或地基反力 系数 ,是 工 程建设 中常用 的一个参数 ,是指地基土在外力作用下产 生
单位 变位 时所需 的应力 ,一般是通过 野外 载荷试验 进行测
定 的 。但 是 因 为土 层 埋 藏 深 度 不 一 ,对 于 浅层 的 土 层 可 以 通 过 现 场 载 荷 试 验 进 行 测 定 ,但 中深 层 土 的 测 定 难 度 较
r o t s eee c o f ce t o b r d e cin i a c e d s le e t cin o e f l o dt n a d t ee p n e f o m t t f rn e c ii ns f u ga er a t b t h sa ov d r s it f h ed c n i o x e s s oe r e s o n n r o t i i n h o
s t e n . e ee c o f ce t f u g a e r a t n o u d t n s i r ac l td o tb o v r n . h s i r aie et me t R f rn ec e ins o b r d e c i f o n a i o l we c lu ae u y c n e t g T u t l d i l i s o f o s e i e z n
测定两种 。直接测定法就 是用边长为 3 的方形承压板 0c m 的现 场平 板载荷 试验 直接 测定 ,间接 测定法一种是通过
Ab t a t T ru h t e wa o s tp rmee s o h o s l ae e t i o m, t e a a o u e to e r g s t e n f s r c : h o g h y t e a a t r ft e c n oi t d ts n r o d h n lg e ts fb a i et me to n l