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
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目前】我国常以融化下沉系!数δ:0,(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JGJ !1,。18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 50》123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
】 【 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50】mm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、78【cm2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8c?m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《5000cm2【的热:压模板试样土体【高为2?5cm~30cm其!比值大约亦为12
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图1 融化】压缩仪示意图
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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4】0,℃~5?0℃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2—h,内使4cm高的【土层融化完;原位试!。验约在8h内融【化深度达25cm~!30cm即可
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《 【 4)测定m—。v值时规定预—加荷:载,10kP《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;
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5-反—压横梁;6-—冻土;7-融土;】8,-测量支架
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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
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图—3 :。 热压模板示意图】
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1-固定千【斤顶螺丝;2—-加:热孔:。;3-热压模板;
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》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1c?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1—0kP?a(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】
—。 《试样融?沉,。开始时?可按10《min、20mi】n、30《min此后每30m!i,n进行观测》和记录?累计试验达8—h,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.?。05mm/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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