附录F 】 冻土融化压—缩试验要点
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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
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》 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m?v
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《 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
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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?A0表?示冻土融化》下,沉,系数:本规范采用δ—0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J?GJ 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
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》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 —5012《3进行?具体内容和要求为】
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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】
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【 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
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】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
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《 (1)试验!方法中几个》。。问题的说明
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— , ?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《
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! 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?5cm2、》78cm《2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4?c,m高度?与直径之比为1【。2原位试验的载【板,面积不?宜小于50》。00c?m2的热压模板试样!土体高为25cm】~30cm其—比值大?。约亦为1《2
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》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;
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5-【试样环?。;6-试样;—。7-透水《。板;8-滤纸;9-!导环;?10-保温》外套
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— 《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40℃!~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!4cm高的土层融化!完;原位试验—约在8h内》融化:深度:。达25cm》~3:。0cm即《可
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】 4)?测,定mv?值时规定预加—荷载10kPa【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mv值影》。响甚微
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【(2)原位》试验方法介绍—
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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
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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
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图2 — 现场原位》融化压缩试》验示意图
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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5!000cm》。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
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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
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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!1cm~-2c【m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
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》 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
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? ?试样:融沉开始时》。可按10min、】20mi《n、30mi—n此后每30m【in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?.,1mm/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
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