附录—。F,。 冻土融化压缩试!验要点
【
F.0.】1,。 :冻土融化过程中在】自重作用下》产生的沉降为融【化,下沉其相对融沉【。量即为融《化下沉?系数δ0
》
,
《 冻土融透】后在外荷《载作用下所产生的压!缩变形?为,融化:压缩其单《位荷:。重下的相对变—。形量即为融化后体积!压缩系数mv—
】 土冻结过—程中由于水分迁【。移,的结果?形成分凝冰产生【不同程度的》冻胀变形《而当冻土融化时【由于冻?土中冰的融化和一部!分水从土《中排出?使土体仅在》。。土自重(《试样自重)作—用下就产《生下:沉这种现象称之【为冻土的热融—沉陷:简称为融化下沉【这种融沉性往往是】不均匀的具》有突陷性《质
】 目前我国常以!融化下沉系数—δ0(以往的论文】和一些规范》中,采用A?。0表:示冻土?融,化下:沉系数?本规范采用δ0来表!示融化下《沉系数是为与—现行行业标》准冻土?地区建筑地基基【础设计规范JGJ】 118使用的符号!保,。持,一致避免《同是冻土《地区的?。。规范出现两》种符号?)来描?述冻土的融沉性【;而以?融化体积压缩—系数mv《。表示冻土融》化后在外《荷载:。作用下的《压缩变形实际上【孔隙比的变化—与外:压力的?。关系是?非线性?的但在压力变化不大!范围内可近似—地看成?直,线关系而以融化【体积压缩系》数表示其压缩—性的大小
】
F.《0.2?~,F.0.7 关】于冻土?。的融沉和压缩试【。验方法有实验室试】验及原位测》。定两:种试验步骤应按现行!国家标准土工—试验方法标准GB/!T 50123进行!具体内容《和要求为
】
《 实?验室所采《用的冻土试样有两】种,即原状?。冻土及用扰动—。融土配制的冻土试】样一般应采用原状土!但没:。条件采取原状冻土】时可从工程地点采取!扰动土样根据—冻土天然构》造,及物:理指标(《含水率、密度)【进行制?。备
—
《 原状冻土试样【。。根据建筑《物对冻?土地基的要求按【不同深度《采取由于冻土具【有明显的各向异性】。及分:布不均匀《性一般都要求—加密:取样并在土样上【标明层位方向冻【土还具有较大—。强度用常规的环刀法!。难以切取为此—可采用专《门的:冻土取?样器:。来切取试样取样【时冻土土温一—般控制在0.5℃~!1,.,0℃为?好因为土温太低【往往造成《脆性破?碎土温?。太,高时即土温接—近,0℃的冻土》在取样时《表,面要发生局部融【化试样制备或—取,出后立即置于负温的!保温瓶中并送到负温!恒温箱保存》根据与原状冻—。土相同?。的土质、含》水率的扰动土制成】的冻土?试样进行对比试验】说明扰动冻土—的融:沉系数?小于原状土的融沉系!数其差值一般均小】于5%因此在没【有条件采取原状【冻土试样的情况下】采用扰动融土配制试!样(人工回冻—),进行融化压缩试验】时其mv《值应作适当的修【正
》
? 通过青藏高】原、祁连山》地,区、东?北大兴安《岭地区和实验—室,。试验所获得的大量】。资料:。发现冻土的融沉性】仅仅:是冻:土的固体颗粒—。、冰和未冻》水之间?的组合关系的函数而!与冻土?分,布地质、地理—因素关系不大—
?
(】1)试验方法中【几个问题《的说明
】。
, 1!)为了模拟》天然地基的融化过程!在试:验过程中必须保持试!样自上而下的—单向融化为此实验室!除用单?。向,加热使?。试样产生自上而【下融化外还》必须避免侧向传【。热而造成试样—的侧向融《化问题
《
】 2)国】外的试样《尺寸为高度》。h与直径d之—比即h/d>1/】2最小直《径采用50mm对于!不均匀层状》和网状构造的黏性土!h/d=1/—3,~1/5国内曾【采用的容器面积为4!5cm?2、78c》m2等面积考虑到】。冻土:融化压缩室内试验只!。适,用粒:径小于2mm的土】并考虑到试验仪器可!以,采用常规压缩仪改装!其,试样及尺寸应—尽量接近常规压缩】。。仪(见?图1:)因:此冻土试《样直径采用8cm高!度采用4cm高度】与直径之比为—。12:。原位试验的载板【面,积不宜小《于5:000?cm2的热压模【板试:样,土体:高为25cm—~3:0cm其《比值大约亦为1【2
—
,
图【1, 融化压》缩仪示意图
】
?1-:加热传压板;2【-热循环水进出口】;3-透水》板;4-上下排【水孔;
《
5—-试样环;6-试】样;7-透水—板;8-滤纸;9-!导环;1《0,-保温外套
【。
《 , ? 3)试【验中当融化速度【超过:天然条件下的排水】速度时融化》土层不能及》时排水会《使融化下沉产生滞】后现象当遇到试验】土层含冰《(水)量较大—时融化?速度:过快土体又常产【。生,崩解现象土颗粒与水!分一起挤出使试【验失败或δ0值偏大!不论:室内或室外融化速度!均用水温《来控制一般情况下】。实验室试《验水温控制》在4:0,。℃~50℃现场【原位试验水温不【超过:90℃为宜加热时应!注意由?低逐渐?升高当土层含冰(】水)率大时可—以适当降《低水温;试验环【境温:度较高?时水温也要适当【降低总之实验室内控!。。制在2h《内使4?c,m高的?土层融化完;原位试!验约在8h内融化】深度:达25c《m~30cm即可
!
《
? 4)】测,定mv值《时规定预加荷载10!kP:a这:主要考虑到土与【仪,器壁存在摩擦冻【土在融?化过程中《有时单靠自重沉陷是!困难的?所以:施加很小的》荷载后融《化固结能进行的较快!些而又不致对已【经融化土骨架产生过!大,的压密对m》v值影响甚微
】。
(!2,。)原位试验方法介】。绍
】 原《位测定方法与融土】。地区原位荷载试验】。方法相似即开始挖试!坑后采用热》压模板进行逐级荷载!试验这种方法可以】得到各个土层的实际!。融沉系数及融化压缩!系数它可以适用【于各种?状态的冻土但—。是由于此《方法比较复杂劳【动,强度也较《大一般?仅用来?测定实验室内—难进行的冻结粗颗粒!类土、?含砾黏土及富冰土】。层,
《
原位】试验:装置是由《带加热的压模—板加荷?设备:(千斤顶或》荷重块?。)压力?传感器?。(带压力表》的,千斤顶)变形测量】设备(可用测针)】和,反压装置(横梁【、锚固板等》)组成?见图2
!
—图2: 现场原位融【化压缩试验示—意图
《
,
,。
1-热》压模:板;2-千斤顶;3!-变位?测针;4《-压力传感器;
!
5-—反压横梁;6—-冻土?;7-?。融,土;8-测量—支架
《
《 热压板【的面积不《小于5000cm】2,用金属制成圆形【或,方,。形的空腔《板下部具有透水孔】见图3
《
,
!
图3 热压【。模板示意图
!。
1?-固定?千斤顶螺丝》;,2-加?热孔;3-热—。压,模板:;,
4-】储水腔?;5-透《水,板;6?-加:水孔;7-排水孔】
! ,试验前应测》定土层冻结状态时的!含水率及《密度然后在土层表面!铺上1?c,m~-2《cm厚的细》。砂再放置压模板调】整热压板处于水【平安装完毕后施加预!估可:能出现的《最大荷载检查试验装!置是否牢固然后【加荷预?压10kPa(包括!压模板?、千斤?顶的重量)调整变】形测量装置即可【。加热进行试》验
! 加?热方法可根据—试验地点的条件确定!采用电热器或—喷,灯加热有因加热导】。致压模板受热不【均使试验土层产生】不均匀?融,化沉陷的缺点应加注!意
《
,
试样融!沉开始时可按10m!。。in、?20mi《n、:30min此—后每30min进行!观测和记《录累计?试验达8h后即可停!止加热?但仍继续《观测融化下》沉变化?沉降稳定标准对于】细颗粒土宜取0.0!5mm/h对砂、粗!颗粒土宜取0.1m!。m/h然后》按工程需《要分级加荷进行压缩!试验试验结束后拆】。除试样装置描—述,融土状?态,用探针测量试验土】层各个部位的融化】深度取其平均值同时!测定融化土层的【含水率、《密度等然《后清除融化土层【用上述方法进行【下一土层试验—。
: