30.软土工程特性和软土地基设计
软土主要工程特性分析
软土的主要工程特性分析摘要：软土地基具有承载力低、沉降量大、固结完成时间长等不利的工程特性。
在软土地基上修筑高速公路，潜在的工后沉降会对交通运输造成相当大的危害，因此要对地基的沉降进行较为准确的预估。
深入探讨软土地基的沉降发展规律，利用有限的沉降实测数据，选取合理的预测模型及方法预测地基的后期沉降，对于控制施工进度，指导后期的施工组织与安排，具有重要的理论与工程实际意义。
关键词：软土地基；地基沉降；固结；粘聚力；含水率；孔隙比；抗剪强度；颗粒级配1引言近年来，随着国家基础设施投资力度的加大，高速公路的建设进入了一个新的发展阶段。
高速公路是带状构筑物，跨越地区广，沿线地质条件复杂。
我国的高速公路多修筑于沿海各省，土的类别多为淤泥、淤泥质粘土、淤泥质亚粘土及淤泥混砂层。
这类地基具有含水率高、压缩性大、渗透性小、强度低等特点。
在这类地基上修建公路，会遇到稳定及变形等问题，特别是高速公路，其最小弯道半径一般为800米，不仅要求路堤稳定，而且对工后沉降要求较高，需要严格控制工后不均匀沉降。
从已建软基上的高速公路的运行情况来看，工后沉降较大，特别是造成”桥头跳车”，轻者影响行车速度，损坏车辆，重者导致交通事故，造成人员伤亡。
2软土的主要工程特性1.含水量高淤泥和淤泥质土的含水量一般为50%~70%，液限一般为40%~60%，天然含水量随液限的增大而增大。
2.孔隙比大一般大于1.0，天然软土的孔隙比往往比同一垂直压力下的重塑土孔隙比高出 0.2~0.4。
3.渗透性小其渗透系数数值一般在1??0-4 -1??0-8cm/s之间。
而大部分淤泥和淤泥质土地区，由于该土层中夹有数量不等的薄层，故在垂直方向的渗透系数比水平方向要小。
4.压缩性高淤泥和淤泥质土的压缩系数a1-2般为0.7- 1.5mpa-1，最大达4.5mpa-1，且随着土的液限和天然含水量的增大而增高。
5.抗剪强度低软土的抗剪强度与加荷速率及排水固结条件密切相关。
软土地基施工工艺及质量控制
软土地基施工工艺及质量控制在建筑工程和道路工程等领域，软土地基是一个常见且具有挑战性的问题。
软土地基通常具有高含水量、低强度、高压缩性和低渗透性等特点，若处理不当，可能会导致建筑物沉降不均、道路坍塌等严重后果。
因此，掌握科学合理的软土地基施工工艺及有效的质量控制措施至关重要。
一、软土地基的特点软土地基的主要特点包括：1、含水量高：软土中的孔隙通常被水分充满，这使得其承载力大大降低。
2、压缩性大：在外部荷载作用下，软土容易产生较大的压缩变形，导致建筑物或道路下沉。
3、强度低：抗剪强度不足，难以承受较大的荷载。
4、渗透性差：水分难以排出，影响地基的固结和稳定。
二、软土地基施工工艺1、换填法这是一种较为常见且直接的方法。
首先将软土层挖除，然后换填强度较高、压缩性较低的材料，如砂、碎石、灰土等。
在施工过程中，要注意分层压实，确保换填材料的密实度达到设计要求。
2、排水固结法通过在软土地基中设置排水系统，如砂井、塑料排水板等，加速地基中水分的排出，从而提高地基的强度和稳定性。
同时，可配合堆载预压或真空预压等方法，增加地基的固结效果。
3、深层搅拌法利用深层搅拌机械将水泥、石灰等固化剂与软土搅拌均匀，使软土硬结形成具有一定强度和稳定性的桩体，从而提高地基的承载力。
4、强夯法通过重锤从高处自由落下，对地基进行强力夯击，使地基土密实。
但这种方法适用于处理饱和度较低的软土地基。
三、软土地基施工中的质量控制要点1、施工前的准备工作详细勘察地质情况，准确了解软土层的分布、厚度、物理力学性质等。
制定合理的施工方案，根据工程特点和地质条件选择合适的施工工艺。
准备好施工所需的材料和机械设备，并确保其质量和性能符合要求。
2、施工过程中的质量控制换填法施工时，要严格控制换填材料的质量和级配，分层厚度和压实度应符合规范要求。
排水固结法中，排水系统的布置和施工质量至关重要，要确保排水畅通。
深层搅拌法施工时，要控制固化剂的掺入量、搅拌均匀程度和桩体的垂直度。
黄文熙讲座
1.1998年第一讲黄文熙讲座主讲人：沈珠江院士题目：软土工程特性和软土地基设计单位：南京水利科学研究院土工所主讲内容摘要：在总结南京水利科学研究院在软土地基方面部分研究成果的基础上，重点介绍了有关天然软土结构性的最新研究成果和有效固结应力法的设计方法,并提出了建立软土结构性模型的新思路。
2. 1999年第二届黄文熙讲座主讲人：周镜院士题目：岩土工程中的几个问题单位：铁道部科学研究院主讲内容摘要：介绍多年来在工作中遇到的,对岩土工程有普遍意义的3个问题:①长江中下游片状砂的工程特性,它与石英质砂有较大差异,原来建立在石英砂研究基础上的一些经验,不完全适用于片状砂;②深基础的临界深度;③载荷板承载力的尺寸效应。
承载力中的临界深度和尺寸效应现象,并非传统土力学理论所能解释,尚待进一步研究探讨。
为此,笔者建议应加强土的基本性质和基础工程性状的试验研究,为土力学理论的发展和实践提供科学依据。
3. 2000年第三届黄文熙讲座主讲人：方晓阳教授题目： 21世纪环境岩土工程展望单位：美国麻省州立大学环境工程和科技中心主讲内容摘要：论述了对环境岩土工程进行评价的重要性,同时讨论了常规岩土工程方法不适用研究土与环境相互作用问题的原因。
阐述了笔者于80年代末提出的粒子能场理论,并特别强调其在敏感性生态岩土工程方面的应用:①土的干湿、胀缩和冻融循环机理;②土的污染和清污机理及过程;③放射性核废料和氡气的控制。
最后,用两个最具挑战性的环境岩土工程为例来说明环境岩土工程问题的关联性和复杂性。
4. 2001年第四届黄文熙讲座主讲人：谢定义教授题目：试论我国黄土力学研究中的若干新趋向单位：西安理工大学主讲内容摘要：在分析已有文献资料的基础上,对黄土的分类定名,黄土的水敏性,黄土的结构性,黄土的动力特性,黄土土力学的理论基础,黄土工程的设计,黄土地基的处理,黄土规范的框架等问题研究中的新趋向进行了探讨,提出了笔者倾向性的看法,总结给出了需要进一步研究的课题。
浅谈建筑工程软土地基处理问题及解决措施
浅谈建筑工程软土地基处理问题及解决措施建筑工程中软土地基处理问题一直是一个备受关注的话题。
软土地基因其土质松散、含水量高、沉陷性大等特点，给建筑工程施工和使用带来了很多困难。
对于软土地基的处理势在必行。
本文将从软土地基的特点入手，分析软土地基处理问题及解决措施，以期为相关从业人员提供一些参考和帮助。
软土地基是指土质较松、含水量较高、沉陷性较大的地基。
软土地基在建筑工程中常常会引发地基沉降、变形、开裂等问题，严重影响着建筑物的安全及使用性能。
软土地基的特点主要有以下几点：软土地基的土质相对较松，抗压强度较低。
这种土质的特点导致了软土地基在承载能力、抗变形性、稳定性和可靠性方面的问题。
软土地基容易受水分影响，含水量较高。
由于含水量高，软土的黏性和可塑性较强，易造成地基沉降、变形等问题。
软土地基的沉陷性大。
软土地基一般会出现明显的沉陷现象，导致建筑物沉降不均匀，从而影响建筑物的使用寿命和安全性。
软土地基较为脆弱，容易引发地基塌陷等问题。
软土地基在受到外部荷载作用时，容易发生变形和破坏，从而影响建筑物的稳定性。
软土地基的处理成为了建筑工程中一个重要的环节。
软土地基的处理主要包括加固处理和改良处理两种方式。
接下来将分别对这两种方式进行详细介绍，并探讨一些解决软土地基处理问题的具体措施。
首先是软土地基的加固处理。
加固处理是指采用辅助设施来提高软土地基的承载能力和稳定性，以达到保障建筑物安全的目的。
常见的软土地基加固方式包括地基灌浆加固、悬浮桩加固、土石桩加固等。
这些加固方式可以通过改善软土地基的物理性质，提高地基的承载能力和稳定性，从而弥补软土地基的不足，使其满足建筑物的要求。
在具体的软土地基处理中，需要根据软土地基的实际情况和工程要求，结合地质勘察和设计要求，选择合适的软土地基处理方式。
一般来说，软土地基的处理应该在建筑工程的初期规划和设计阶段就进行充分的调查和评估，制定合理的处理方案，确保软土地基处理的效果和安全性。
浅析软土地基的设计
浅析软土地基的设计摘要：本文作者介绍了公路软土地基的鉴别和二种地基处理方法，供大家参考。
关键词：软土；地基；设计abstract: in this paper, the author introduces the highway soft soil foundation differential and two kingds of foundation treatment methods, for your reference.key words: soft soil; foundation ;design中图分类号：tu471.8文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）软土地基在房建工程中是十分常见的建筑施工问题，若在施工时出现软弱地基，需要及时采取相关的措施进行处理解决，避免给建筑造成破坏。
通过严格的技术要求及施工规定进行操作，这样才能保证较高的施工质量。
某地区的公路工程中存在着较多的故河道、鱼塘和新近的填土坑，这些路段存在的软土若没有及时处理，对公路工程将埋下较大的隐患，致使公路路基存在不均匀性沉陷、路面开裂、路基下沉，严重影响公路工程的正常和安全使用。
本文介绍了软土路基的的鉴别方法、工程特性，并对换土垫层法和水泥粉喷桩复合地基方案作如下说明，可供参照。
1 软土的工程特性软土由于形成时间较短，含水量较大，其具有以下几个特性：1.1 低透水性：软土的含水量虽然较高（一般在50-70％，最大超过200％），但其透水性较差，特别垂直向透水性更差，垂直向渗透系数一般在 i×（10-6-10-8）cm/s 之间，对地基固结排水不利，如采用堆载预压法对软土地基进行处理，其处理时间较长，且预压荷载应逐渐施加，确保每级荷载下地基的稳定性，若加载较快，软土将出现失稳和剪切破坏。
1.2 不均匀性：由于软土在沉积过程中环境的变化，多具有微层理构造，既在软土中夹有数量不等的薄层砂层、粉土等，这些夹层有利于软土的沉降固结，但粉土和砂土的沉降量要比软土沉降量小，会引起路基的不均匀性沉降。
土木工程知识点-软土地基岩土工程现场勘察与数据处理
土木工程知识点-软土地基岩土工程现场勘察与数据处理软土地基的基本特征所谓的软土是指外观以灰色为主、天然孔隙比大于或者等于1.0、天然含水量大于或等于液限的细粒土。
软土的基本特征主要有：1、透水性较差虽然软土含水量很高，但是透水性较差。
透水性差，就导致了修建在软土地基之上的建筑物沉降延续时间较长，有的甚至在数年以上。
在软土地基加载初期，会出现较高的孔隙水压力，从而整个地基的强度都会受到不同程度的影响。
2、强度差根据试验，软土在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度，但一经扰动，抗剪强度将显著降低。
软土的不排水抗剪强度一般小于20kPa，承载力很低，边坡稳定性极差。
3、不均匀考虑到软土所沉积与形成的环境不同，其土质的均匀性较差。
因此，在实际的岩土工程当中，很容易出现不均匀的沉降问题。
4、触变性当原状土受到扰动后，由于土体结构遭到破坏，强度会大幅度降低。
触变性用灵敏度St表示，软土属于高灵敏土或极灵敏土，受到振动荷载后，易产生侧向滑动、挤出等现象。
5、流变性软土在长期荷载作用下，除产生排水固结引起的变形外，还会发生剪切变形。
剪切变形发展缓慢，延续时间较长，对建筑物地基沉降及边坡稳定性均有不利影响。
6、高压缩性软土属高压缩土，压缩系数较大。
因此软土地基上建筑物沉降较大。
2软土地基岩土勘察的基本流程1、确定等级在等级上，需要通过现场、地基设计等的难易程度以及规范标准与工程的实际情况进行划分。
2、确定勘察措施和工作量在实际的软土地基勘察之时，首先要对总体的工作量进行确定，进而选择好勘察的具体措施。
例如：在勘察点的布置上，应在建筑物或高层地下室的周边进行布置，按照勘察规范将间距与孔深设定好，并且将工程的钻孔数量统计出来。
另外，需要规范化的设定钻孔的标准与深度，最终将整个工程的基本采样与工程量进行汇总，进而制定出详细的计划，确保勘察的高质量。
3、确定取样的数量考虑到前期工程的工作量，需要将取样的数量标准确定，从而制定出一个完善的流程，确保试验的充分，并且将具体的时间加以明确，为了后续的工程开展提供一定的参考数据。
浅谈软土地基对建筑工程的危害及处理
浅谈软土地基对建筑工程的危害及处理软弱土地地基是一种不良的地基，其稳定性非常的差、强度较低、压缩性较高、容易出现液化，沉降量也大。
其处理的好坏与否，不仅影响到工程建设的速度，更影响到工程建設的质量，因此提高软弱地基处理方法具有重要的现实意义。
1、软土地基的特征及其对建筑工程质量的危害1.1 软土地基的特征根据《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011）7.1.1规定，软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。
这些地基基本上很少受到地质变动或者地形的影响，也从没有受到过地震、荷载等物理作用的影响，更没有受到土颗粒间化学作用的影响。
由于软土地基的承载力较低，如果不做任何处理，在软弱土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求的问题，因而常常需要采取措施，进行地基处理。
1.2 软土地基对建筑物的危害软土含有大量的水分，固结程度很低，并具有明显的触变性。
这些不良的特性导致软弱地基自身的承载功能比较差，强度也比较低。
在其上面的建筑物很多时候会因为地基的强度不高，而出现圆弧滑动。
当其上面具有很大的负荷的时候，它会出现沉降。
向一旦这一沉降的程度超过了建筑物可以接受的程度，这必然会对建筑物的质量产生巨大的影响。
与此同时，建筑物的地基土承载能力不足还对临近的建筑物有很大的影响，在它以外一定范围内的土层，由于受到基础压力扩散的影响也将产生压缩变形，当两建筑物之间距离较近时，这类附加不均匀压缩变形甚大，常造成邻近建筑物的倾斜或损坏，若被影响建筑物的刚度强度较差时，危害主要表现为产生裂缝；当刚度强度较好时则表现为建筑物的倾斜。
2、软土地基处理设计应考虑的因素依据以上的详细分析，想要建筑工程实施得以安全，就必须对软地基进行相应的处理。
上部结构、基础和地基的共同作用是软地基处理设计考虑的必要因素。
2.1 基础设计建筑设计包括基础与上部设计两部分。
如果在设计基础时，设计得坚固些，相应的安全性也就得到保证。
软土地基处理技术在建筑工程中的应用
软土地基处理技术在建筑工程中的应用软土地基是指土壤具有较高的含水量、弱的抗剪强度和较低的承载力的土地。
在建筑工程中，遇到软土地基是非常常见的情况。
由于软土地基的特性，会对建筑物的安全和稳定性产生影响。
为了解决这一问题，软土地基处理技术应运而生。
本文将探讨软土地基处理技术在建筑工程中的应用。
一、软土地基的特点软土地基具有以下几个特点：含水量高、抗剪强度弱、承载力低。
因为含水量高，软土地基对于建筑物的稳定性造成了威胁。
抗剪强度弱意味着在受力情况下，土壤会容易发生剪切破坏。
承载力低表示软土地基无法承受大的压力，会导致建筑物下沉和变形。
二、软土地基处理技术的种类1. 土体加固：通过注浆、振动法、排浆等方式，改善土壤结构，提高土壤的强度和稳定性。
2. 土体加厚：在软土地基上铺设填料层，增加地基的厚度，提高承载力。
3. 地基加固：采用板桩、灌注桩等手段加固地基，增加土壤的支撑能力。
4. 地基改造：使用加固材料或改良剂，改变软土地基的物理和化学性质，提高土壤的强度和稳定性。
三、软土地基处理技术的应用1. 基础工程：在建造建筑物的过程中，通过软土地基处理技术，可以保证建筑物的基础稳固并且能够承受重量。
例如，在高层建筑的地基处理中，常常会采用地基加固或地基改造的方式来提高土壤的承载能力。
2. 公路和桥梁建设：在公路和桥梁建设中，软土地基处理技术的应用可以有效地提高地基的质量和强度。
通过加固和加厚软土地基，可以预防地基沉降和变形，确保公路和桥梁的稳定性和耐久性。
3. 水利工程：水利工程常常需要在软土地基上修建堤坝、渠道等结构物。
软土地基处理技术可以增加软土地基的承载力，确保水利工程的安全性和稳定性。
4. 地下工程：地下隧道、地下车库等地下工程往往需要处理软土地基来保证施工的顺利进行。
软土地基处理技术可用于改善软土地基的物理性质，降低施工风险，并保证工程的稳定性。
四、软土地基处理技术的优势软土地基处理技术具有以下几个优势：1. 提高地基的承载力和稳定性，保证建筑物或工程的安全性和可靠性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
软土工程特性和软土地基设计Engineeringpropertiesofsoftsoilsanddesignofsoftground沈 珠 江(南京水利科学研究院土工所,210024)
文 摘 在总结南京水利科学研究院在软土地基方面部分研究成果的基础上,重点介绍了有关天然软土结构性的最新研究成果和有效固结应力法的设计方法,并提出了建立软土结构性模型的新思路。关键词 软土,工程特性,地基设计。中图法分类号 TU471
作者简介 沈珠江,男,1933年生,1953年毕业于华东水利学院(现河海大学),1960年在前苏联获副博士学位,中国科学院院士。早年从事土体极限分析研究,近年从事土的本构模型及数值模拟研究。ShenZhujiang(DepartmentofGeotechnique,NanjingHydraulicResearchInstitute,Nanjing,210024)Abstract ThispaperisasummaryofsomeresearchworksonsoftsoilsconductedinNanjingHydraulicResearch.Instituteduringrecent40years,thespecialemphasisisputontherecentdevelopmentinthestudyofstructureofnaturalsoftclaysandtheeffectiveconsolidationstressmethodinthestabilityanalysisofsoftground.Keywords softsoil,engineeringproperty,foundationdesign.
1 前 言黄文熙教授曾任南京水利科学研究院的前身———南京水利实验处处长,在他的领导与亲自参与下,该院土工所曾为我国土工事业的发展作出过开创性的贡献。今天,该所仍是我国土工研究的一支主力军,尤其在软土地基方面,40多年来在薄壁取样技术、十字板及孔压圆锥仪等原位测试技术、室内试验技术、排水预压加固技术、振冲加固技术及理论研究方面均取得了重大的成果。本文不准备对这些成果作全面介绍,因为它们中的大多数均已为国内同行所熟知。下面将着重讨论两个问题,即天然软土的结构性及有效固结应力法设计方法。前者的研究导致人们对土体变形特性认识的深化并形成一系列新的概念;后者是中国所特有的,并已在排水预压加固中得到广泛应用,但其表达方式还存在一些模糊不清之处。
2 天然软粘土工程特性2.1 认识的误区40～50年代,人们对重塑粘土的特性进行了比较透彻的研究,尤其是英国学者在这方面取得了突出的成果,并最终导致剑桥模型的建立[1,2]。几十年来,由重塑粘土研究中形成的一系列概念广为流传,以致在许多人的心目中似乎这些就代表了粘土的全部。从60年代开始,少数学者研究了天然软土的特性,发现了许多新的现象[3]。但是这些研究成果始终没有被写入教科书中,
以至于一般的岩土工程师对此很少了解,甚至不少著名的土工专家也对此认识模糊。下面举两个例子。一是许多人认为,天然软土中存在超固结现象。为解释这一现象,著名的挪威学者Bjerrum还发表了一张广为流传的长期压缩变形图(图1)[4]。按他的解释,这一超固结现象是由于土骨架的次固结造成的,即在长期自重荷载σz0作用下土骨架不断被压缩,从而对每天一级的快速加荷来说达到了超固结状态,再进行快速加荷时就会出现转折点,相应的压力σpc就相当于先期固结压力。按此想法,天然土的孔隙比e0应当小
图1 沉降计算原理Fig.1 Principalofsettlementcalculation(AfterBjerrum,1967)
到稿日期:1997-09-05.
100
第20卷 第1期岩 土 工 程 学 报
Vol.20 No.1
1998年 1月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringJan., 1998 于同一压力下重塑土的孔隙比es0。下面我们将会看到,大量统计资料表明,天然土的e0远远大于es0。二是重塑土的应力应变曲线所具有的归一化特性不能盲目用于天然软土。有的作者通过少量试验得到天然软土的应力应变和孔隙压力曲线也可以归一化的结论[5],可能有三个原因:一是所用的天然土沉积历史较短,其结构强度不明显;二是试验所用的最低围压太高,一开始就破坏了土的结构;三是取样的质量较差,试样已受到较大扰动。下面我们将会看到,天然软土在结构破坏前后的性质有很大的不同,从而无法归一化。2.2 主要特性最近,英国学者Burland作了一个Rankine讲座[6],总结了西方在天然粘土方面的研究成果。下面在引用该文同时重点介绍我们的研究成果。归纳起来,天然软土具有下列特性:(1)高孔隙比天然软土的孔隙比往往要比同一垂直压力下的重塑土的孔隙比高出0.2～0.4,如表1所示。从这一点看,天然粘土似乎都是欠固结土。事实当然不是如此。软粘土的这一特点与其缓慢沉积过程中颗粒接触点形成一定的胶结从而阻止其进一步压密有关。根据大量取自不同深度的天然土样孔隙比与上覆压力的统计结果,Burland提供了表征天然沉积土压缩过程的沉积压缩曲线(SCL),如图2所示。此图下方的一条所谓的固表1 原位孔隙比Table1 In2situvoidratio工程地点原位压力(kPa)原位孔隙比重塑孔隙比广深公路402.151.79连云港502.141.83上海港701.321.10湛江港2501.511.02图2 天然土的沉积压缩曲线Fig.2 Sedimentationcompressionline(AfterBurland,1990)有压缩曲线(ICL)实际上是各种土重塑后的压缩曲线的平均。由于各种土的成分不一样,图中纵坐标I
v0=
(e-e3100)/C
3c相当于某种归一化的孔隙比,e3
100是σ
z
=100kPa时的孔隙比,C
3
c是压缩指数。为了说明这
一曲线同样适用于我国的软粘土,我们统计了一些国内的资料,如图3。这两张图清楚地说明,同一压力下天然土的孔隙比明显地高于重塑土,但两条压缩曲线的斜率是基本相同的。
图3 我国沿海粘土的沉积压缩曲线Fig.3 SedimentationcompressionlineofsomeclaysinChina(2)较强透水性
天然粘土多具有架空的结构,大孔隙之间形成透水通道,因此在高孔隙比的同时必然具有较强的透水性。不少试验资料表明,在结构破坏以前,天然粘土的固结系数可以达到同样条件下重塑土的10～15倍,图4就是一例[7]。但是,影响固结系数cv的还有压缩系
数,重塑土cv低的原因部分是压缩系数高造成的。就渗透系数来说,纯粹由孔隙比高的原因天然土的渗透系数可能达到重塑土的2～4倍[8]。
图4 连云港淤泥固结系数Fig.4 CoefficientofconsolidationofLianyungangclay(3)陡降形压缩曲线
天然粘土压缩曲线的初始段是很平缓的,当压力超过某一σpc值时出现陡降段,并向重塑土的压缩曲线靠近,如图5、图6。因σpc超过上覆压力σz0,许多人从重塑
土的超固结概念出发,把σpc/σz0的比值称为超固结比。这样,从高孔隙比来看天然粘土似乎属于欠固结土。而
101 第1期沈珠江1软土工程特性和软土地基设计从压缩曲线形状看又似乎属于超固结土。但是,真正超固结土的压缩曲线往往都是缓降形的。可见,把重塑土研究中得来的概念套在天然粘土上,除了引起混乱外,
别无好处。其实,σpc是土体结构强度的表现,σpc/σz0理应称为结构应力比,而不宜继续称为超固结比。
图5 Bothkennar粘土压缩曲线Fig.5 OedometertestofBothkennarclay
图6 广深路淤泥压缩曲线 Fig.6 Oedometertestofclaysamplefrom
Guangzhou—Shenzhenexpressway(4)折线形强度包线
与压缩曲线以σpc为界形成性质截然不同的两段类似,天然土的剪切曲线在围压等于σpc前后也有明显的转折,如图7[9]和图8[10]。其原因显然与围压小时结构强度保持完好而围压大时结构被破坏有关。当然,剪切也会破坏土的结构强度,因此如果不用峰值强度而用残余强度,则所得的包线将象重塑土一样是一条通过原点的直线。但是这里特别要提请注意图7和图8共有的一个现象,即低围压下的剪切应力路线具有剪胀的迹象。从这一点看天然粘土似乎又象真正的超固结土。有关这一现象的机理将在下面解释。但压缩曲线和剪切曲线分成两段这一事实已充分说明归一化的概念不适用于天然粘土。2.3 原位表现近30多年来,积累了大量的原位观测资料,同时也提出了许多方法,包括经验的、半经验的以及基于非
图7 RangdeFlenve粘土剪切强度Fig.7 ShearstrengthofRangdeFlenveclay
图8 上海粘土剪切强度Fig.8 ShearstrengthofShanghaiclay线性和弹塑性模型的有限元方法。这些方法多基于重塑土的概念,计算结果与实际有很大出入。其主要方面归纳如下。(1)孔隙压力的产生
Leroueil等通过大量观测发现,原位孔隙压力增长曲线也存在明显的转折点,如图9[11]。后一段反映了结构破坏后的情况,其截距恰好等于Δp=σpc-
σzo′,而斜率则接近于1。国内很多观测资料也表现了
同样的倾向,例如上海油罐地基淤泥质粘土层中,第一次充水预压时Δu/Δσz=0.92,就十分接近于1(图
10)[12]。
图9 孔隙压力反应Fig.9 Responseofporepressure
图10 上海油罐孔隙压力Fig.10 Measuredporepressureunderonoiltank
201岩 土 工 程 学 报 1998年