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附录H 】冻土地基静载—荷试:验,要点
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H.》0.1~《H.0.《8 :。 冻土地基静载荷试!验内容与要求—
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? (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》OA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C【1=82k》Pa而2.3—℃时C1《=13?4kPa相应的【冻土极限荷载Pu为!420kPa和【690kPa—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)
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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30《0cm所得到的【比例极限《。相同P0《.0:2变化范《围在100k—Pa~14》0kPa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0.2》5m:2
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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;
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! :t荷载作用时间(m!i,n):。;
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? — β试验常数β】=0.3;
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! σ应力(k!Pa:);
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《。 【 ?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
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—。 式中μ冻土】泊,松,比取:μ=0.25;
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》 《 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
【
》
? 式中0.8】982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1—4
! 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
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》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Pu的《1/8;
【。
! λ、m【、K:、w取决于土—。性质常数对表15】中几种土查出—λ、m、《K和w?的典型?值;
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— 【 T?时间(?h,),;,
》
《 求得应变ε值后】仍用式(5)计【算加载24h后【冻土地基沉降s值计!算结果?见表14
》
表—14: 荷载试验加载】24:h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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