白垩系泥质粉砂岩岩基强度试验研究

点号
极限 荷载/kN
试验面 积/m2
极限承载力 总沉降 回弹率 安全 岩基承载力
/kPa
/mm /% 系数 特征值/kPa
20
5.67 12.3
25 1 200 0.07 16 985 10.41 8.9 3 5 600
51
10.97 8.4
沉降/mm
荷载/kN
0
500
1 000
1 500
0
点号 51
2 白垩系泥质粉砂岩的基本特征
湘北泥质粉砂岩为干旱条件下形成的内陆湖相 沉积的碎屑岩 矿物成分中粘土矿物占 45% 85% 石英约 6% 21% 并含少量云母( 2%) 方解石 (0 12%)和长石(1.5% 7.0%) 泥质粉砂结构 厚 层状构造 该岩层形成时代晚 成岩程度不高 风 干时易崩解 遇水浸泡易软化 绝大多数岩石饱和 单轴抗压强度 5 MPa 为极软岩[2] 各风化带泥 质粉砂岩的主要物理力学性质指标见表 1
长沙市某高层住宅小区的中 微风化泥质粉砂 岩的单轴抗压试验 旁压试验与载荷试验的平行试 验结果(表 4)表明 岩基承载力 qp 与天然单轴抗压 强度 R0 的比值远高于文[1]中的最大折减系数 0.50 说明该类岩石地基承载力具有相当大的潜力 3.4 试验结果分析
深基础中工程岩体处于三轴应力状态 岩体强
收稿日期 2004–04–11 修回日期 2004–05–26 作者简介 彭柏兴(1968–) 男 博士 1991 年毕业于中南工业大学工程地质专业 现为高级工程师 主要从事岩土工程勘测 设计方面的研究工作 E-mail pbaix@163.com
万方数据
第 24 卷 第 15 期
彭柏兴等. 白垩系泥质粉砂岩岩基强度试验研究
区相同桩基的设计 研究具有指导意义
关键词 岩土力学 泥质粉砂岩 载荷试验 旁压试验 嵌岩桩 承载力
中图分类号 TU 459
文献标识码 A
文章编号 1000–6915(2005)15–2678–05
RESEARCH ON BEARING CAPACITY OF CRETACEOUS ARGILLACEOUS SILTSTONE
PENG Bai-xing1 2 WANG Xing-hua1
(1. School of Civil Engineering and Architecture Central South University Changsha 410075 China 2. Changsha Municipal Institute of Investigation and Design Changsha 410007 China)
13.30 1.63 3.35
Hale Waihona Puke Baidu
9.40 3 500 4.3 1.84
省机电立体仓库
20.50 1.84 3.85 10.70 3 600 9.5 1.96
13.60 4.30 7.00 18.10 6 000 3.8 1.39 省新闻出版大楼
14.80 3.80 6.55 17.65 5 800 5.6 1.53
完整性 系数
kv
强风化 2.10 11 2.70 0.64 0.22 511 0.20 0.18 2.36 20 2.71 1.72 1.160 1 200 0.40 0.42
中风化 2.40 5.4 2.71 1.75 0.53 1 200 0.04 0.42 2.55 11 2.75 5.80 4.92 2 400 0.34 0.71
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1引言
长沙位于湘江和浏阳河交汇的河谷阶地 周围 为地势较高的山丘 为盆地地形 常称湘浏盆地 占盆地 50%以上的基底岩石为白垩系沉积的红色 褐红色泥质粉砂岩 基岩埋深为 8.0 15.0 m 是长 沙地区大多数高层 超高层建筑及大型桥梁地基的 理想持力层
由于岩石具有很高的支承力 静力试桩和深井 载荷试验难度大 制约了对岩石地基承载力的认识 当前一般根据岩石单轴抗压强度按文[1]计算 其结 果与原位试验结果差距较大 此外 由于不同地区 依据的规范各有偏重 软岩嵌岩桩的设计取值尚未 形成共识 本文通过长沙白垩系泥质粉砂岩岩基强 度对比试验 对上述问题进行了较为系统的研究
风化程度 R0/MPa Pf′ /MPa PL′ /MPa P0/MPa qp/MPa qp/R0
中风化
2.74
4.30
4.25 5.90
7.60 14.60
3.72 4.90
3.50 0.81 1.28
然单轴抗压强度 R0 为 2.60 5.90 MPa 平均值为 4.40 MPa 单轴抗压强度标准值 frc 为 4.0 MPa 由 深井载荷试验测得岩基承载力特征值为 5.60 MPa (表 2) 为 frc 的 1.60 倍 载荷试验曲线见图 1
表 2 岩基载荷试验成果表 Table 2 Results of loading tests in argillaceous siltstone
单轴抗压强度/MPa
净临塑压力/MPa
0
2
4
6
8
10
0
2
4
6
8
10
图 2 单轴抗压强度 R0 与净临塑压力 Pf′ 关系图 Fig.2 Relationship between R0 and Pf′
表 4 岩基试验资料对比 Table 4 Comparison of test results for argillaceous siltstone
微风化 2.55 2.8 2.73 3.80 2.10 2.70 5.4 2.76 12.20 7.20
2
500
0.13 0.62
0.66 0.83
3 泥质粉砂岩的岩基强度试验
3.1 岩基载荷试验与单轴抗压试验对比 湖南省检察院检察官培训中心 采用中风化泥
质粉砂岩作为人工挖孔灌注桩桩端持力层 岩石天
摘要 白垩系泥质粉砂岩是一种极软质岩石 具有成岩差 易风化 易崩解等特性 该类岩石以中–微风化为主
软化系数小于 0.75 孔隙率 吸水率低 裂隙贯通性差 具有较大的地基潜力 针对长沙地区泥质粉砂岩的这一
特殊性 进行了室内单轴抗压试验 岩基载荷试验和高压旁压试验的对比研究 通过试验发现 按现行的 建筑
Abstract Cretaceous argillaceous siltstone in Changsha district is a kind of soft rock with the features of weak diagenetic process and it is suspcetible to weathering and can be easily disintegrated. The potential bearing capacity of this rock is relatively higher having softing coefficient less than 0.75 with low pore rate water absorptivity and inferior crack connection. Testing study is made on the basic mechanical property of this rock which includes uniaxial compression loading test and high pressure pressurementer test(PMT). Through the testing and analysis it is found that the bearing capacity evaluated with Code for Design of Building Foundation (GB50007–2002) is lower than actual one. The problem how to determine the total resistance of embedded section of argillaceous siltstone with various testing methods and different codes has been discussed. Determining the bearing capacity design value of rock using the uniaxial compressive strength standard value under natural moisture the coefficient of exertion is varied with different embedded depth-diameter ratios(hr/d). An improved formula is given to calculate the total resistence of embedded section. The study results which comparatively agree with the practice is instructive for design and further study. Key words rock and soil mechanics argillaceous siltstone loading test pressurementer test(PMT) rock-socked piles bearing capacity
地基基础设计规范 (GB50007–2002)确定的地基承载力往往偏低 并对不同规范在该类岩石地基嵌岩桩的设计取
值上的差异进行了分析 当采用岩石单轴抗压强度确定地基承载力设计值时 应根据不同嵌岩深径比(hr /d)乘以相 应的发挥系数 给出了嵌岩段总阻力的修正公式 得出了比较符合当地实际的结论 给出了工程实例 对同类地
表 1 泥质粉砂岩主要物理力学性质指标
Table 1 Major physical and mechanical properties of
argillaceous siltstone
风化 程度
密度ρ /(g cm
3)
孔隙 率 n/%
比重 Gs
天然抗 饱和抗 纵波速 软化
压强度 压强度 度 Vp 系数 R0/MPa Rw/MPa /(m s 1) kd
第 24 卷 第 15 期 2005 年 8 月
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Vol.24 No.15 Aug. 2005
白垩系泥质粉砂岩岩基强度试验研究
彭柏兴 1 2 王星华 1
(1. 中南大学 土木建筑学院 湖南 长沙 410075 2. 长沙市勘测设计研究院 湖南 长沙 410007)
2
点号 25
4
点号 20
6
8
10
12
图 1 中风化泥质粉砂岩载荷试验 Q - S 曲线 Fig.1 Q - S curves of loading tests for moderately
decomposed argillaceous siltstone
3.2 高压旁压试验与单轴抗压试验对比 自法国道桥工程师梅纳(Menard 1956)发明三
腔式旁压仪以来 旁压仪的研究 应用已有了长足 发展[4] 笔者应用 TEXAM 型预钻式高压旁压仪对 长沙地区的软岩地基评价进行了有益的尝试[4] 并 利用预钻成孔(φ 79 mm)岩芯加工成φ 50 mm 100 mm 试样进行抗压试验(表 3) 与岩石抗压试验进行 对比(图 2) 结果表明 旁压试验的净临塑压力 Pf′ 净极限压力 PL′ 与岩石天然单轴抗压强度具有如下 关系 Pf′ / R0 = 1.63 2.09 PL′ / R0 = 4.21 5.82 这 一结果与周瑞光的研究成果非常吻合[5] 3.3 岩石单轴抗压试验 旁压试验与载荷试验对比
万方数据
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岩石力学与工程学报
2005 年
表 3 旁压试验与单轴抗压强度对比 Table 3 Comparison of pressurementer tests and uniaxial
compressive strength
工程名称 深度/m R0/MPa Pf′ /MPa PL′ /MPa qp /kPa hr /d ψ