。
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A0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JG—J 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 —501?2,3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45】。cm2、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2m【m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5000cm【2的热压模板—试样土体《高为2?5cm~30—。cm其比值大约亦】为12?
?
【
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;10《-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
】
,
》 《 ,4)测?。定m:v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
?
— ?(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—5000cm2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:1c:m~-2cm—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》10:kPa(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10mi【n、20m》i,n、30《min此后》每30mi》n,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0.05m—m/h对砂、—粗颗粒土宜取0.1!mm/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,
: