附录H 】 冻土地基静—。载荷试验要》点
】
H.0.1—~H.0.8 冻!土地基静载荷试验内!容与要求《
《
(1】)冻土是由固—相(矿物颗粒—、冰)、液相(【未冻水)、气相(】水气、空气)等介】质所组成的多—。相体系矿物颗粒间】通,过冰胶结在一起从而!产生较?大的强度由于冰和】未冻水的存》。在它在受荷下的变】形具:强烈流变特性图4】(a)为单轴—应力状态和》恒温条件下冻土典】。型蠕变曲线图4(】b):表示相应的》蠕变速率-时间【的关:系图中O《A是瞬间应》变以后可以》看,到三个时间阶段【第Ⅰ阶段AB—为不稳定的蠕—变阶段应变速—率是逐渐减》小的;第Ⅱ》。阶段BC《为应:。变,速率:不变的稳定》蠕变流BC段—持续时间的》长短与应力大小有】关;第Ⅲ阶》段为应变速》率增加的渐进流最后!地基丧?失,稳定性?因此可以认为C点】的出现是地基—进入极限应力状态】这样不同的荷载延】续时间?对,。应于不同的抗—剪强:度相应于《冻土稳?定流为无限长延续的!长,期强度认为是—土,的标准强度因为稳定!蠕变阶段《中冻土?是,处于没?有破坏而《连续性的黏》塑流动之中只要【转变到渐进流的【时间:超过建筑物的—设计寿命以及总沉降!量不超过建筑物地】基容许值则所确【定的地基强度是可】以接受的
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,。
《 (2)冻【。土抗剪强度不仅取】决于影响融化土【抗,剪强度的有关因素】(如土的《组成、含水》率、结构等)还与】冻土温度及外荷【作用时间有关其中负!温度的影响是—十分显著《的根据青藏高原风】火山地区资料在【其他条件相同—的,情况下冻土》温度:1.5℃时的长期】黏聚力C1=82k!Pa而?2.3℃时C1=1!。34kPa》相应的冻土极—限荷:载P:u为420kPa和!690k《Pa可见在整个【试验:期间保持冻土地基】天然状态温度的【重要性并应在量测沉!降,。同时测读冻土地【基在:1b:~1.5b深度范围!内的温度(b为基】础宽度)
【
!图4 冻土蠕变】曲线示意图》
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—。(3)根据软土地区!荷载:试验资料《承压板宽《。度从50cm变化】到,300c《m所得到的比—例,极限相同P0—.02?变化范围在100k!Pa~140—kPa说明土内【摩擦角较小时—承压面积对地基承载!力影响不大冻—土与软土一》样一般内《摩擦角?较小或接近零度因而!实用上也可忽略承】。压板面积大小—对承载力的影响;另!外,。冻土地基《强,。度较高增加承压板】面积使试验工作【量增加因此本要【点规定?一般承压板面—积为:0.25《。m2:
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(4【)冻土地基荷—载下稳定条件可【以从:两方面?考虑其一是根据冻土!第Ⅰ:蠕变阶段应变速率】减小的变形》特,性要点规定》当后4h应》变速:率小于前4h的【。应变速?率时认?为在该级荷载下变】形,已经稳定可以—加,。下一荷载规》定,4h的应变速率是】兼顾了试验精—度和:缩短试?。验周期?其二是根据》地基每昼夜》累计:变形值
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— : ,1)中国科学院寒】区旱:区环境与工程研究所!吴紫汪等的研究认为!单轴:应力下冻土应力-】。应变方程可》写成:
《。
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式中d!土质受荷条件—系数砂土d=10-!3黏性土d=—(1.8《~2.5)×—。D;
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《 — T冻土温度【(℃);
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【 : γ试》验系数γ≈2;
!
?
《。 【t,荷载作用时》间(min》),;
【 ! β:试验常数β》=0.3;》
》
: :。 【σ应力(《kPa);
】
— — α非线《性系数一般α=1.!5
:
》 《半无限体三向—应力:。作用时地《基的应变ε′—按弹性理《论有
—
】。 式中μ冻土!泊松比取μ》=,0.2?5,;
【 】 w刚性》承压板沉《降系数方形》。圆形w=π/4
】
《
《 近似地取1.5】倍承压板宽度b作为!载荷试验影响深【度h则承压板沉【降值:s为
【。
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《
—。式中0.8982】为考虑半无限体应力!扩散后1.5b【范围内的《平均应力系》数,应力σ取预估极限荷!载Pu的1/8【
,
?
《 按式(》。3)、式(4)【计算加载24h后的!沉降值见表14【
】 《 2)美国陆【军部冷区《研究与工程实—验,室提供的计算第【Ⅰ蠕:变阶段冻土》地基蠕变变形经验】公式为
【
《
,。
【式,中ε0瞬《时应变?预估:时可不计;
】
,
,
】 θ《温,。度低于?水,的冰点的《度数(°《F);
—。
:
! , σ土体应力—取预估极限荷载【P,u的1/《8;
【
, 《 λ、m!、K、w取决于【土性质?常数对表1》5中几种土查—出,λ、m、K》和w的?典,型值;
【
《 , — T时间(h)【;
》
: ? 求得应变》ε值后仍用式(5】)计算加载2—4h后冻土地基【沉,降,s值计算结果—见,表,14
表!1,4 ?荷载试?验加载24h沉降值!s(mm)》
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— : ,。 分析上述》两种预估《冻,土地基加载》2,4h:后的沉降值对砂土取!0.5mm》对,黏性土?取1.?。0mm是《能保证地基处于第】Ⅰ蠕变阶段工作
】
表15】 对应于》式(5)土性质【常数典型值
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》
【 资料?来源美国《陆军:部冷区研《究与工程实验室研究!报告(252)[】R].1974【
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