草炭土原位测试分析(zhengshi).doc

草炭土原位测试分析赵 宇吉林省公路勘测设计院 长春 130021摘要：草炭土问题是江密峰至黄松甸段高速公路及敦化至延吉段高速公路的重要问题之一。在阐述草炭土的原位测试、分析基础上，总结建立相关的经验公式。关键词：原位测试 工作方法 资料分析 经验公式一、概述江密峰至黄松甸段高速公路（黄松甸段）K121+030K122+150及敦化至延吉段高速公路（大石头段）K26+340k27+120的地质条件关系到该段公路路基的基础形式、填筑高度、变形稳定，是高速公路设计、施工的关键问题之一。为此进行了静力触探及十字板剪切的原位测试工作。工作中使用天津港达公司生产的SJT-2四功能静力触探仪、上海新达电讯厂生产的JC-X型应变仪，具体工作过程严格执行相关标准。工作目的：进一步查明草炭土、湿地土、软弱土的分布规律及固结历史；提供锥尖阻力Qc、侧摩阻力fs、十字板剪切原状土、重塑土的抗剪强度原状土Cu、重塑土Cu；印证补充钻探地质分层信息；与土工试验资料对比分析，建立相关指标关系。资料整理结果满足课题需要。具体工作量见表1。 工作量资料统计表 表1工程名称里程桩号工作方法Cu、CuSt指标表灵敏度St曲线十字板剪切数量备 注敦化至延吉段高速公路K121+100双桥6K121+450双桥6K121+450（左20m）双桥K121+6003K121+700双桥8K121+700三桥孔隙水压力曲线，消散曲线，归一化消散曲线K122+088双桥5K122+088（左20m）双桥7江密峰至黄松甸段高速公路K26+500双桥6K26+500（右20m）双桥K26+500三桥孔隙水压力曲线，消散曲线，归一化消散曲线K26+800双桥9K26+900（左20m）双桥K26+900（右20m）双桥二、地形地貌黄松甸段：分布于山前沟谷地段，沟谷两侧坡形较缓，右侧地表部分地段有薄层黑色腐植土，下伏花岗岩风化层；左侧表层为残积土，下为花岗岩风化层；地表泾流、上层滞水排泄通畅，汇集到山前沟谷；而沟谷目标地段，表层为草炭土，向下为淤泥质亚粘土（淤泥），局部地段向外排泄不畅，形成富含水层，喜水植被如白桦、塔头、矮木丛发育。大石头段：分布于山前地段，从地貌单元上可划分为二个单元：低山丘陵区、山前平原区。低山丘陵区临平原区地段，地形以舒缓为主，次生植被发育，地表以风化残积土沉积为主；山前平原区地形相对平坦；近山前，喜水植被塔头发育，浅表层以黑色腐植土、草炭土沉积为主，下伏交互相淤泥质土夹薄层草炭土沉积，上层富水，排泄不畅，地下水埋藏较浅（地表下20cm，掀开塔头即见）。三、工作方法及工作量布置根据场地条件，采用手摇轻型链式静探仪，双桥及孔隙水压力测试选用三桥探头，量测系统为SJT-2四功能静力触探仪，工作前将率定系数（见表2）输入仪器内，直接读取锥尖阻力Qc、侧摩阻力fs、孔隙水压力u；十字板剪切强度测试量测系统为JC-X型应变仪。依据钻探资料在场区内先做双桥静力触探测试，依据测试结果布置十字板剪切强度测试及孔隙水压力测试位置，结合孔隙水压力测试资料解译结果布置孔隙水压力消散测试位置。双桥及孔压测试具体工作布置见工作量资料统计表，十字板剪切见各原状土、重塑土十字板剪切强度及灵敏度指标表、十字板剪切曲线。三桥探头、十字板率定系数表 表2设备名称三桥探头112#十字板规格10cm2150 cm250100mm系数KQC（MPa）Kfs（MPa）Ku（MPa）（Ncm/）指标值31.610.25430.2502163461四、资料整理分析1、静力触探资料整理：先将静力触探原始数据进行修正，Qc=Qc1-Qc0 （Qc-锥尖阻力、Qc1-探头压入时读数、Qc0-初读数），初读数深度间隔用内插法加以修正，侧摩阻力fs的修正同Qc；绘制成单孔触探曲线Qc-h、fs-h、u-h曲线及孔隙水压力随时间消散曲线u-LOGt、归一化消散曲线U-LOGt。（详见各曲线）。2、十字板剪切试验资料整理：电测十字板剪切仪试验可测定原状土、重塑土抗剪强度，原状土抗剪强度Cu及重塑土抗剪强度Cu按Cu=10KR（Kpa），K=2/D2H黄松甸段、大石头段草炭土十字板剪切强度统计表 表3K26+800k121+700k121+700(左20m）HCuCuStHCuCuStHCuCuSt(m)(KPa)(KPa)-(m)(KPa)(KPa)-(m)(KPa)(KPa)-0.583.52.290.531.520.32.81.421.15.52.42.290.83.51.72.060.531.81.671.5145.82.411531.670.853.11.611.8156.52.311.273.5214.63.21.442.31672.291.51152.21.35.53.81.452.81782.131.811.95.42.21.55.63.61.563.51992.112125.52.181.911.35.42.093.821102.12.5146.32.222.111.95.62.134.2221124.524131.85526141.865.528161.75（1+D/3H） K-与十字板头尺寸有关的常数（cm-3），-传感器率定系数（Ncm/），R-原状土剪切时的读数（）；灵敏度St=Cu/ Cu；绘制Cu-h、Cu-h、St-h曲线。3、资料分析1）由十字板剪切强度曲线、单孔触探曲线Qc-h、fs-h、u-h曲线、土工实验资料统计编制表3，统计对比表表4、表5；由表3、4、5可知：原位测试Qc、fs、Cu、Cu值一致性较好，地基承载力值见表4、表5；十字板抗剪强度略低于快剪土工试验；孔隙水压力在1020s消散；Cu=（0.040.06）Qc。2）判断土的固结历史：由各Cu-h曲线可知：草炭土、淤泥质土属欠固结土。敦化至延吉段高速公路大石头段草炭土指标统计对比表 表4分层编号岩土名称锥尖阻力侧摩阻力孔隙水压力十字板抗剪强度（KPa）Qc-h 抗剪强度C（KPa）地基承载力Qc（Mpa）fs（Kpa）u（Kpa）Cu Cu曲线特征qCqo （Kpa）1草炭土0.20.4521.01.2起伏大200江密峰至黄松甸段高速公路黄松甸段草炭土指标统计对比表 表5分层编号岩土名称锥尖阻力侧摩阻力孔隙水压力十字板抗剪强度（KPa）Qc-h 抗剪强度C（KPa）地基承载力Qc（Mpa）fs（Kpa）u（Kpa）Cu Cu曲线特征qCqo （Kpa）1草炭土0.20.4521.01.2起伏大200五、结论及建议1、十字板抗剪强度测试指标值Cu、Cu与静力触探Qc、fs一致性好，地区经验公式得到Cu=（0.040.06）Qc验证，利用Cu=（0.040.06）Qc经验公式计算Cu；十字板抗剪强度略低于土工试验快剪指标，对土工试验快剪指标进行适当调整给出Cu；冲洪积形成的草炭土、泥炭质土、淤泥质土为欠固结土。2、原位测试资料解译结果与钻探结果完全吻合。3、利用十字板抗剪强度Cu确定软土路基临界高度、施工压实固结检测需在实践中进一步印证。参考资料：铁道部静力触探规则（1989）孔压静力触