黄土地基承载力的试验研究.pdf

施工机&施工技术
Construction Machinery &Construction Technology
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黄土地基承載力的试验研究
Experimental Research on Bearing Capacity of Loess Foundation
SHI Gang
长安大学理学院,陕西西安710064
School of Sciences, Chang'an University, Xi'an 710064, Shaanxi, China
摘要】为了进行公路工程黄土地基承载力测试,以黄士地区粉质粘士的现场載荷试验和动力贯入仪试验为基础,
建立承载力、弹性模量和动力贯入阻力的关系,所得出的结论对于确定同类黄土地基的承载力具有重要的参考意义。
Abstract In order to carry out the tests on bearing capacity of loess foundation, the relationships between the
bearing capacity, elastic modulus and dynamic penetration resistance were established based on the loading test
and dynamic penetration test conducted on the silt clay in loess area, the conclusion it drew is significant for
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【关键词)道路工程;承载力;动力贯入仪;载荷试验
Key words ]road engineering: bearing capacity: dynamic penetration device; loading test
中图分类号:U416.1
文献标志码:B
文章编号:1000-033X(2011)11-0051-04
0引言
理,用一个标准重锤自由锤击仪器探杆顶部的活塞(图
通过探杄将锥形探头贯入土内。对于每次锤击,活塞內部
中国公路行业起步相对较晚,其中关于黄土地基承传感器测得冲击速度,数据采集器则自动记录传递到锥
载力的测试大量地借鉴相关行业的经验,但公路线状构形探头的贯入能量,与此同时,仪器卷带盒内的位移记录
造物、填土路基柔性基础的特殊性,对地碁承载力的测试器也将自动记录锥形探头触入土中的深度。根据这两个
和评价提出了不同的要求。目前,黄土地基承载力原位测数据,运用传统的荷兰公式(式(1)便可自动计算出锥形
试方法主要有现场荷载试验、静力触探试验、标准贯入试探头的动力贯入力q。,将其储存在记录器内,并在现场
验、十字板剪切试验等。其中现场荷载试验被认为在各种检测完成之后,利用仪器相应的软件进行数据处理,最终
原位测试中最为可靠,測试结果一般作为其他原位测试可得锥形探头的动力贯入阻力q。与检测深度的曲线。将
的对比依据,但费时、费工、成本高。 PANDA动力贯入仪
标准铤
作为地基载力检測的新型设备,充分利用了现代计算机
技术和高精度传感原理,提高了仪器测试的自动化程度
及精确度,具有承载力现场检测速度快、操作简便、携带
方便、测试数据精确度高的特点。
1基本理论
1.1 PANDA动力贯入仪
PANDA动力贯入仪的主要原理是:利用能量守恒原
图1 PANDA动力贯入位结构原理
基金项目:陕西省自然科学基金项目(2010JM7021);中央高校基本科研专项基金项国(CHI)2009J(76)
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9。代入锥形探头的动力贯入阻カ与土体承载力換算公式ドー
240
240
(式(2),进行土体承载力计算12
百分表
路面弯沉仪支座
A
V+m
混凝土承载板
B
图3百分表装置
原始数据进行检查和校对,整理出荷载与沉降量汇总表,
式中:9。一锥形探头的动力贯入阻力(MPa)
根据试验记录绘制并校正荷载P与沉降量S的关系曲线,
锥形探头的截面积(mn2)
再根据PS关系曲线确定地基的承载力值。
e对应每次锤击的锥形探头贯入量(m);
M一标准重锤质量(kg)
2实体工程研究
Dー一重锤冲击速度(m?s-1);
mー一被锤击部分的质量(kg)
2.1工程概况
q。一一土体承载力;
工程地点选在黄土高原区某在建高速公路施工现
B一系数
场,试验场地表面被厚层黄土覆盖,属陇西黄土高原的组
1.2载荷板试验
成部分,地势大致南北高、中间低,地貌类型属黄土沟壑
1.2.1原理
相间型黄土梁,沿线最高海拔2034m,最低海拔1700
载荷板试验是在一定面积的承压板上向地基土逐级m,相对高差364m,具体试验场地情况见图4,场区内土
施加荷载、在保持地基土的天然状态下模拟基础试验,检体的物理指标见表1。
测地基土的压力与变形特性,根据压力与沉降的关系,测
定地基土的静力特性,进而评定其承载力的原位测试方
法4。它反映的是承压板下1.5~2.0倍承压板直径或宽度
范围内地基土强度和变形的综合性状。
1.2.2试验装置
平板载荷试验的常用设备包括承压板、加荷系统、反
力系统和量测系统四部分。现场试验装置和百分表装置
分别如图2、3所示。
图4试验场地概况
勾机底盘(加劲横梁)
表1土样物理指标试验结果
则力计
土质比重液限%望限%塑限指数%。最大于密度最佳含
(E: cm
水量
低液限粘土2.7047.326.8
20.5
1.850
15.0
垫块及球座
2.2试验内容
钢圆筒
2.2.1现场载荷试验
试验场地分布于公路一侧,测试点的分布见图5。在
加载千斤顶
该试验场地采用4种不同尺寸的荷载板(0.25m2圆板、0.5
立柱及支座
钢板
m2圆板、0.5m2正方形板、1.0m2园板)对地基土进行荷载
混凝土承戴板
试验,共测试了10个点(其中8个点位于表层),现场测试
砂垫层
见图6
图2现场试验装置
荷载测试点
荷载试点2
荷载试点10
1.2.3试验结果
逐级施加荷载,每级增加0.05MPa左右,每次加载至
公路
预定荷载后读取百分表读数,如此测记每级荷载作用下
平板沉降量的稳定值,直至极限破坏状态。对载荷测试的
图5载荷试验点布置