结构性软土的压缩性及其工程应用.pptVIP

結構性軟土的壓縮性及其工程應用CompressibilityofSensitiveSoftSoilAndItsApplications 陈云敏王立忠 InstituteofGeotechnicalEngineeringCollegeofCivilEngineering ArchitectureZhejiangUniversity 浙江大学建筑工程学院岩土工程研究所 研究背景 我国东南沿海地区广泛分布软土 厚度达30 40m 淤泥质粘土 淤泥 粘土 温州典型地基 软土地基处理方法 深层水泥搅拌法竖井排水固结法 超载或堆载预压 设计准则稳定控制 土石坝 沉降控制 机场跑道 高速公路 房屋建筑 深层水泥搅拌法 房屋建筑 高速公路 机场跑道 1989 浙江大学岩土工程研究所 竖井排水固结法 机场跑道 高速公路 1988 浙江大学岩土工程研究所 超载预压 问题 水泥搅拌桩复合地基实际沉降远小于预测超载预压竖井排水固结法实际沉降远大于预测 软粘土的室内和现场试验 固结压缩试验三轴固结排水试验现场十字板试验 固结压缩试验 初始孔隙比 薄壁土样1 9 普通土样1 7 薄壁土样存在明显的屈服点 固结试验 固结系数 原状土是扰动土的5 15倍 室内三轴固结排水试验 软土结构性 主应力差达峰值结构破坏残余应力 十字板试验 1 孔 2 孔 3 孔 塑料排水板施工导致土体强度平均降低45 软土压缩曲线的校正方法1 Schmertmann 1955 压缩曲线校正方法扰动程度越大 压缩曲线越向下移不同扰动程度的土体 其压缩曲线最终交于0 42e0点 软土压缩曲线的校正方法2 T S Nagaraj 1990 对软粘土的校正曲线 没有表现土的结构性变化过程试验要求的固结压力过大 很难实现 且校正曲线不便于工程应用 软土压缩曲线校正的新方法 压缩曲线由四段组成1 水平段 AB 2 弹性压缩段 BC 3 结构破坏突降段 CD 4 重塑压缩段 DE 最终交于0 42e0点 结构屈服应力比 试验结论 温州软土具有较强的结构性 土体结构的破损将导致固结系数下降 压缩性增大 施工扰动破坏了土体的结构 导致压缩增大 强度降低 水泥搅拌桩复合地基沉降 桩位平面布置 深层水泥搅拌桩 复合地基总沉降 加固区压缩Ssp 下卧层压缩Ss 加固区压缩 2 3cm Esp mEp 1 m Es下卧层压缩 压缩曲线 CC或ES 20cm 实测沉降 时间曲线 水心小区柑组团16 楼实测沉降 时间曲线 复合地基设计参数 考虑土体结构性的下卧层沉降计算 理论计算和实测结果比较 理论计算和实测结果比较 竖井排水固结 竖井预压法 1926 竖井固结理论Carrillo 1942Barron 1948Yoshikuni 1974Hansbo 1981深厚软土 未打穿竖井 未打穿竖井地基 超载预压排水固结法 控制标准 最大工后沉降 6cm最大工后差异沉降 3cm 实测 工后沉降 工后四年 16 6cm 浙江大学岩土工程研究所 1988 1993 跑道设计断面 跑道中心设计高程比原地面高出1 60m 超载预压试验断面 比原地面高出4 5m 超载预压原位试验 竖井超载预压试验观测设备布置 S 地表沉降板 Z 深层沉降标 U 孔隙水压力测头 跑道中心沉降 测点S3 随着荷载的增加 土体沉降先快后慢 逐渐发展 超载卸去后 土体产生少量回弹 跑道边缘沉降 测点S2和S4 堆载边缘沉降 测点S1和S5 处理区孔隙水压力 测头u21和u23 D 3m D 9m 处理区孔隙水压力 测头u9和u10 D 15m D 18m 交界区孔隙水压力 测头u17和u18 D 18m D 21m 下卧层孔隙水压力 测头u7和u8 D 21m D 24m 下卧层孔隙水压力 测头u1和u16 D 27m D 24m 深厚软土地基超载预压固结性状 结构性对处理区固结性状影响超载预压竖井排水地基工后沉降 固结系数分段模型 结构性软土固结系数 结构性软土瞬时加载竖井地基固结度 计算结果 加载值为60kPa 计算结果 结论 堆载预压初期沉降速率快而后期沉降速率慢 结构性影响与结构屈服应力比有关 减少施工扰动可以加快固结速率 工后沉降的模拟与预测 有效应力面积比 控制标准R 1沉降很小 Samson 1985 ABED区 超固结状态EIG区 残余孔压GIML区 下卧层残余孔压 竖井区三维固结等效为一维固结双层地基一维固结 工后沉降的模拟与预测 计算公式 单面排水多级等速加 卸载条件下双层地基处理区和下卧层各自的孔压 计算与实测孔压比较 计算与实测工后沉降比较 主要结论 软土室内和现场试验表明 土体结构破坏将导致其固结系数下降 压缩性提高 应用深层水泥搅拌桩加固深厚软土地基 把下卧层应力水平控制在土体结构屈服应力值内 能有效地控制地基的沉降量 竖井地基超载或堆载预压时 土结构性使加荷初期沉降速率加快而后期沉降速率减慢 采用竖井排水超载预