1.广西科技大学 广西柳州 545001;2.广西北海地质工程勘察院 广西北海 53600
摘要:以广西北海沿海某工程地基淤泥质土和黏土抗剪强度为研究对象,通过现场采样,直接剪切试验和三轴剪切试验,得出同样性质的土在不同的试验条件下,所得到的黏聚力c和摩擦角φ具有较大的差异,经对比分析,对深基坑工程而言,采用三轴剪切试验(不固结不排水剪)获得的c、φ值更趋合理。
关键词:抗剪强度;淤泥质土和黏土;直接剪切试验;三轴剪切试验
1前言
土体强度是土体工程性质最直观的体现,对大多数土体而言,土体破坏形式主要是由于抗剪强度不足而破坏。抗剪强度是土强度特征最重要力学指标之一,也是土力学主要经典内容之一[1]。
在“一带一路”带动下,广西沿海地区是广西未来重点发展区域,地下空间开发和利用受到国内外重视,抗剪强度作为土的重要性能之一,对基坑开挖和支护具有重要意义。
广西沿海地区同一城市不同地点,同类土抗剪强度参数也不可能一样,在基坑设计中必需用到土体强度参数,且参数确定对计算结果影响很大。实际工程设计中土体参数是采用勘察报告提供的主要岩土层参数建议值,该值一般由勘察单位根据室内实验室分析为主,结合地方经验值确定,不同水平的勘察单位经验不足,导致该参数准确性难以保证,可能会影响着整个基坑设计的成败,包括着安全性和经济损失。
以北海市地角镇某工程为例,探讨淤泥质土和黏土抗剪强度研究方法,为该地区土体抗剪强度合理确定提供参考。
2研究区域概况
2.1地理位置
北海市位于我国大陆南端的北海半岛,濒临北部湾,三面环海。地角镇位于北海市区北面,东经104°04’15’’~109°05’1’’,北纬21°28’29’’~21°29’10’’,三面临海,一面靠陆,北面为北部湾海面,东面为外沙岛。
2.2地形地貌
北海区域地质构造属南康盆地西隅,为沉降盆地。地角镇上覆地层由上而下主要为第四系海积层(Q4),湛江组(Q1z),新近系南康组的(Nn)和下伏基岩为志留系下统(S1ln)[2]。
北海市地形由北东向南西拐弯呈反“L”型,是北、西、南三面环海的半岛,地形起伏不大。地角镇属滨海堆积地貌,地形平坦,其标高小于10m。
3试验
3.1试验目的
广西北海地质工程勘察院在2016年10月份受广西海警第一支队委托对其拟建设的营房建设工程进行岩土工程勘察(初步勘察),场地位于北海市地角镇广西海警第一支队一大队营房内。场地邻靠渔港码头,根据勘察报告,场地内第③层是淤泥质土(Q4),第⑤层是黏土(Q1z)[3]。
广西北海地质工程勘察院在2017年5月份受广西海警第一支队委托对其拟建设的营房建设工程进行岩土工程(详细勘察),根据初勘成果,场地内淤泥质土的厚度为5.0m,黏土的厚度为4.40m,土层情况如图3-1所示。为比较合理地确定该两层土抗剪强度,采用直剪快剪、三轴不固结不排水剪方法试验。
3.2试验取样
试样用土为淤泥质土和黏土,均取自广西北海市地角镇广西海警第一支队一大队内。依据《土工试验方法标准》的规定进行取样,在取样过程中尽量减少对土样的扰动,采用薄壁取土器取样,用样筒密封包装好,尽量避免因含水量降低而影响试验的精确。将密封好的土样放在实验室的保湿缸内,随做随取。土样的情况见表3-2所示:
3.3试验制样
图3-1土层情况本试验采用试样为原状土,规格为39.1mm×80mm,每组摩尔圆采用3个土样,围压分别为100kPa、200kPa、300kPa[4]。首先,将密封的土样在保湿缸内取出,然后将土样小土样的情况表3-2心地装在切土盘上,并固定好,用钢丝据开始细加工,采用由上到中间和由下到中间的切削方式,避免土样两端因为切削而破坏。边旋转边切削,直到土样直径为39.1mm。小心将土样从切土盘上取下,装入三瓣模内,进行高度修正,直到土样高度为80mm。最后,从三瓣模内小心取出试样,尽量避免土样端部因发生磕碰而破坏。再仔细检查试样的侧面和端部是否存在凹坑等缺陷,如果发现,则用刚切削下的余土进行修补并补全。
5结语
(1)通过过试验分析,对同样性质土而言,选用不同的试验方法对抗剪强度指标有较大的影响,三轴剪切试验能够相对严格控制排水条件,三轴试验中试样应力状态明确,试验结果数据在广西沿海地区软土地基是比较适合。
(2)土体抗剪强度参数是基坑工程中一个重要的指标,涉及到整个工程的安全与稳定,试验里提及的抗剪强度室内试验方法可供广西沿海地区参考。
参考文献
[1]蔡建,蔡继锋.土的抗剪真强度探索[J].岩土工程学报,2011.
[2]广东地质局综合研究队.1:20万合浦幅区域地质调查[R].广东地质局,1966.
[3]钟红名,徐滔.广西海警一支队一大队营房建设项目岩土工程勘察报告[R].广西北海地质工程勘察院,2016.
[4]中华人民共和国水电部.土工试验方法标准[M].中华计划出版社,1999.
[5]常士骠.工程地质手册[M].中国建筑工业出版社,2007.
[6]余东明,姚海林,吴少峰.三轴试验抗剪强度参数值回归分析法的区别与修正[J].岩土力学,2012.
[7]廖小梅,李美容.广西海警一支队一大队营房建设项目土工检测报告[R],(广西海洋地质调查研究院)实验室,2017.
[8]张旷成,李亮辉.从岩土工程设计看岩土工程勘察工作中几个值得注意和改进的问题[J].岩土工程界,2006.
作者简介:林宏锋(1992—),男,广东揭阳人,广西科技大学土木建筑工程学院2015级在读硕士研究生,岩土工程专业,主要研究方向:深基坑支护工程
论文作者:林宏锋1,江日光1-2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/3
标签:广西论文; 强度论文; 地角论文; 黏土论文; 淤泥论文; 岩土论文; 试样论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;