基于原位旁压试验的切线模量法及其初步验证

切线模量法根据原位压板载荷试验求取不同荷载水平下土体的切线模量,并将其应用于分层总和法进行地基沉降计算,较好地克服了通常取样扰动的不利影响,并能够反映地基沉降的非线性,是目前地基沉降计算中较实用有效的方法之一。而其不足之处则是原位压板试验工作量大、时间长,且难以反映深部土体的特性;相比而言,旁压试验设备轻便、测试时间短,且可在不同深度的土层进行测试,可以算是一种简单实用的原位试验。因此,为了进一步发展和完善切线模量法,本文探讨了利用原位旁压试验获取切线模量法计算参数的方法,并通过位于美国Texas AM University河滨校区的粉细砂地基上4个不同压板尺寸载荷试验结果,检验了其可行性。结果表明:4个不同压板尺寸载荷试验的沉降计算结果与试验结果具有较好的一致性,初步验证了基于原位旁压试验的切线模量法的可行性。     

地基沉降计算的新方法

根据原位土压板试验的P-S曲线来建立沉降计算的新方法.在假设压板试验P-S曲线为双曲线方程时,建立双曲线模型方法,同时通过双曲线求得土体的切线和割线模量,把所求得的模量用于分层总和法进行基础的沉降计算,建立原位土的双曲线切线和割线模量法.在假设压板试验P-S曲线为双曲线方程时,所需要参数只是土体的初始切线模量Es0、土体内摩擦角(及黏聚力c.对压板试验P-S曲线为其他任意曲线时,建立土体切线模量与荷载水平的关系,用于分层总和法进行基础的沉降计算,建立一般曲线的切线模量法.由于切线或割线模量是随着荷载水平的不同而呈现非线性特点的,新的计算方法可以计算接近地基极限承载力时的沉降,由此形成以原位土切线和割线模量法的地基非线性沉降全过程计算新方法.由于这样确定的土体变形参数能较好地考虑地基土的原状性和非线性性,因而可以较准确地计算基础的非线性沉降过程,同时该方法所需土体参数较少.将该方法分别应用于桩基、筏基以及复杂的路堤地基和复合地基的沉降计算,通过实际工程的检验,验证该方法的实用性和有效性,这可能是地基沉降计算的一个重大进展.     

现代地基设计理论的创新与发展

主要介绍了依据现场原位压板载荷试验而建立的一套地基设计的新理论。地基设计中地基沉降计算与地基承载力合理确定的问题是土力学中的经典问题。现代土力学理论虽然发展了土的本构模型和现代数值计算方法,解决了非线性等复杂的计算难题,但实际工程设计中,目前采用的仍是传统的半理论半经验的方法,这是土力学理论创立近百年以来都没很好解决的一个问题。问题的根本原因是什么?应如何破解?本文认为对于结构性的硬土地基,传统理论依据室内土样试验求参数,由于取样扰动等的影响,这样得到的参数不能反映原位土的特性,从而使依据这些参数计算的结果与实际结果差异大。为解决这个难题,依据现场原位压板载荷试验曲线建立了切线模量法的计算模型并反算出模型的3个土体参数:初始切线模量E_t0,黏聚力c和内摩擦角φ。该法所需参数少,物理意义明确,参数来源于现场原位试验,避免了取样扰动影响,精度可靠,可以计算基础沉降的非线性直到破坏的全过程。对于地基承载力,提出了用切线模量法计算实际基础的荷载沉降的p–s曲线,根据p–s曲线依据强度和变形双控的原则确定最合适的地基承载力的方法,实现变形控制设计,解决了以往直接由压板载荷试验曲线确定承载力存在的尺寸效应问题。对软土地基的沉降计算,在Duncan-Chang模型基础上,用压缩试验的e–p曲线构建了非线性沉降的实用计算方法,并建立了用压缩模量E_s1-2求e–p曲线的方法,这样只用压缩模量E_s1-2即可进行非线性沉降计算。由于一般饱和软土的E_s1-2为2~4 MPa,变化范围小,参数简单而较为可靠,从而使方法易于应用。该项研究为破解土力学的百年难题提供了新的思路,值得进一步发展完善,为现代地基设计提供更科学的新方法。     

对"地基非线性沉降计算的原状土切线模量法"讨论的答复

欢迎李仁平对“地基非线性沉降计算的原状土切线模量法”[1](下称原文)一文的讨论。笔者所在单位对广东各种岩土条件曾做了大量的压板试验[2],同时一直研究利用双曲线拟合压板试验曲线用于基础沉降计算的方法[3-5]。应该说由于土的原状结构性,利用原位试验参数进行基础沉降计算是一个值得发展的方向。利用双曲线方程的优点主要是参数较少,在经过一定的经验积累后可望对所涉及的参数获得较好的结果,其所需参数只是初始切线模量和极限荷载,然后通过切线模型方法,用于地基的沉降计算,方法简便,可以一定程度克服取样扰动的影响,目的是发展一个简便实用方法,以提高计算精度。     

对“地基非线性沉降计算的原状土切线模量法”讨论的答复

欢迎李仁平对“地基非线性沉降计算的原状土切线模量法”（下称原文）一文的讨论。笔者所在单位对广东各种岩土条件曾做了大量的压板试验，同时一直研究利用双曲线拟合压板试验曲线用于基础沉降计算的方法。应该说由于土的原状结构性，利用原位试验参数进行基础沉降计算是一个值得发展的方向。利用双曲线方程的优点主要是参数较少.     

现代地基设计理论的创新与发展

主要介绍了依据现场原位压板载荷试验而建立的一套地基设计的新理论。地基设计中地基沉降计算与地基承载力合理确定的问题是土力学中的经典问题。现代土力学理论虽然发展了土的本构模型和现代数值计算方法,解决了非线性等复杂的计算难题,但实际工程设计中,目前采用的仍是传统的半理论半经验的方法,这是土力学理论创立近百年以来都没很好解决的一个问题。问题的根本原因是什么?应如何破解?本文认为对于结构性的硬土地基,传统理论依据室内土样试验求参数,由于取样扰动等的影响,这样得到的参数不能反映原位土的特性,从而使依据这些参数计算的结果与实际结果差异大。为解决这个难题,依据现场原位压板载荷试验曲线建立了切线模量法的计算模型并反算出模型的3个土体参数:初始切线模量E_(t0),黏聚力c和内摩擦角φ。该法所需参数少,物理意义明确,参数来源于现场原位试验,避免了取样扰动影响,精度可靠,可以计算基础沉降的非线性直到破坏的全过程。对于地基承载力,提出了用切线模量法计算实际基础的荷载沉降的p–s曲线,根据p–s曲线依据强度和变形双控的原则确定最合适的地基承载力的方法,实现变形控制设计,解决了以往直接由压板载荷试验曲线确定承载力存在的尺寸效应问题。对软土地基的沉降计算,在Duncan-Chang模型基础上,用压缩试验的e–p曲线构建了非线性沉降的实用计算方法,并建立了用压缩模量E_(s1-2)求e–p曲线的方法,这样只用压缩模量E_(s1-2)即可进行非线性沉降计算。由于一般饱和软土的E_(s1-2)为2～4 MPa,变化范围小,参数简单而较为可靠,从而使方法易于应用。该项研究为破解土力学的百年难题提供了新的思路,值得进一步发展完善,为现代地基设计提供更科学的新方法。     

关于“地基非线性沉降计算的原状土切线模量法”的讨论

<正>《岩土工程学报》2006年第11期发表了"地基非线性沉降计算的原状土切线模量法"一文(以下简称"原文")[1],该文提出了一种依据载荷试验成果确定原状土切线模量,然后按分层总和法计算地基沉降的新方法。原文指出,弦线模量法"直     

地基沉降计算的困难与突破

太沙基(Terzaghi)创立土力学理论已近百年,但土力学的两个最基本的问题也是工程设计应用最广的内容:地基沉降计算和承载力合理确定还没有很好的解决,以致土力学被称为是一门半理论半经验的"艺术"科学。问题的根源是什么?如何突破?能使理论更接近实际一点吗?这里介绍我们所做的一些工作和思考,就是分析沉降计算不准的原因是由于室内土样试验获得的参数与现场原位土试验获得的参数差异大,同时通常的沉降计算方法难以考虑土体应力水平产生的侧向变形引起的非线性沉降。建议对硬土地基采用原位压板试验建立的切线模量法计算地基的沉降,可以解决原位土参数和应力非线性的问题,对软土主要是解决应力非线性问题。对合理确定地基承载力,应该计算实际基础的荷载沉降曲线,由基础的荷载沉降曲线,用强度和变形双控的方法,才能合理的确定地基的承载力。希望抛砖引玉,共同努力,推进学科发展。     

地基非线性沉降计算的原状土切线模量法

根据原状地基的载荷试验曲线,建立原状土的切线模量与应力水平关系的切线模量方程,对地基不同点根据其应力水平由切线模量方程确定计算点原状土的切线模量,用该切线模量对地基沉降进行分层总和法计算,其特点是切线模量是由原位试验得到的,能反映原状地基土的特点,同时考虑应力水平的影响,反映了土的非线性特点。     

关于"地基非线性沉降计算的原状土切线模量法"的讨论

《岩土工程学报》2006年第11期“地基非线性沉降计算的原状土切线模量法”一文(以下简称“原文”)提出了一种依据载荷试验成果确定原状土切线模量,然后按分层总和法计算地基沉降的新方法。杨光华教授此文的计算方法与文献[1]的分析思路有些不谋而合,但计算方法有诸多不同。拜读原文后,笔者有如下意见与杨教授商榷。     

强度和变形双控条件下基础尺寸的设计及优化

新的地基设计理论提出了依据基底荷载与沉降的p–s曲线,按照强度和变形双控的原则进行基础设计,但不同的基础尺寸其对应的p–s曲线也是不同的,如何依据基底荷载与沉降的p–s曲线确定基础的合理尺寸,以满足地基强度和变形双控的原则,这是一个很具体和有意义的工作。本文基于原位压板试验的p–s曲线反算出土体参数,然后采用切线模量法计算出不同基础宽度的p–s曲线,通过沉降要求和地基强度安全系数要求得到不同尺寸下基础对应的地基承载力,然后根据基底压力确定满足强度和变形要求的最小基础尺寸,并通过案例将该方法与现行规范方法进行比较,说明该方法的合理性。     

胶济客运专线非饱和土地基原位试验研究

地基原位试验作为客运专线地质勘察工作中常用的试验方法被广泛应用,然而各试验方法侧重点各有不同。根据工程性质和现场具体情况,在胶济客运专线青州取直段选择8个特征断面以进行包含钻孔取样在内的标准贯入试验、平板载荷试验、预钻式旁压试验、静力触探试验等地基原位试验方法。综合考虑各试验方法适用性,对比相关试验结果,确定该区域地基强度、变形特性,以便确定经济、合理、有效的非饱和土地基处理改良方法;最终通过现场沉降观测以验证改良方法的合理性和确保施工安全。     

井点降水联合强夯法加固饱和淤泥质地基的试验研究

 针对传统强夯法不适用于高地下水位条件下加固饱和淤泥质黏土地基的不足,提出井点降水联合强夯新型静–动力排水固结技术与施工工艺,并结合广州港南沙港区粮食及通用码头工程软基处理试验区科研项目,通过对地下水位、孔隙水压力和表层沉降等实施现场监测及室内土工试验,分析其加固机制,进而验证施工参数。地基处理后,经静力触探试验、十字板剪切试验、标准贯入试验和静载荷板试验检测,证明加固效果显著,比贯入阻力提高200～300 kPa,标贯击数增加2击,地基承载力达130 kPa。研究工作为今后软基处理工程提供一种新的方法和思路。     

基于美国标准的桩基竖向承载力计算分析

为了进一步提高中国海外项目质量,阐述了美国国家公路与运输协会桥梁设计规范AASHTO LRFD方法和基于静力触探试验的LCPC桩基础承载力计算方法,对比分析了中国标准与美国标准桩基承载力设计方法的异同。根据海外某工程的计算示例和对比分析,得到了不同桩基竖向承载力计算方法的结果及其规律。结果表明:AASHTO LRFD法和基于静力触探试验的LCPC法计算的桩基承载力较为接近; 《公路桥涵地基与基础设计规范》由于其桩摩阻力标准值较小,桩端在砂性土中承载力容许值存在限制等因素的影响,其计算得出的桩侧摩阻力和桩端阻力均较小; 采用AASHTO LRFD方法时,地下水位埋深和标准贯入试验等原位测试结果对计算结果影响较大; 基于美国标准的海外项目勘察侧重原位测试结果,在勘察外业工作中应重视其操作的标准性。     

强夯法处理吹填细砂地基的试验研究

介绍了强夯法处理吹填细砂地基的设计及施工,并对孔隙水压力和夯坑沉降量的监测结果进行分析,通过室内土工试验、扁铲侧胀试验、静力触探试验、标准贯入试验及载荷试验对强夯加固效果进行了分析。     

Measurements of Soil Deformation by Means of Cone Penetrometer

Measurement of the settlement of a cone submitted to incremental loading allows the determination of a modulus correlated to those obtained using laboratory tests or derived from other in situ tests. This test can be carried out with standard static penetrometer equipment. After stopping the penetration of a static penetrometer cone at a selected depth, an incremental loading test is carried out until the failure of the ground under the cone is observed. Stress strain relationships can be drawn from cone resistance and sleeve friction. In this manner, a modulus and a friction angle can be obtained. Thus the classical CPT log is enriched offering new possibilities. In this paper the development of the first prototype and measuring devices and the proposed testing procedure are presented. A comparison of laboratory and field tests and geotechnical centrifuge models shows the validity of the testing procedure and the chosen interpretation method. The results of site investigations carried out on French national experimental sites are also discussed and compared with high quality borehole expansion test and field measurement of shear wave velocity. These investigations have been carried out using this new testing method in combination with a semi-heavy static Piezocone penetrometer in order to check the potential use for geotechnical design. An attempt is made in this paper to validate the interpretation method of the results, which can be used for routine geotechnical engineering.     

确定地基承载力的新方法

地基承载力的合理确定对地基设计是最重要的一个内容。现场原位压板试验被认为是确定地基承载力最可靠的方法。但实际基础的地基承载力不仅与土性有关,还与基础的尺寸、埋深和沉降要求有关,压板试验的尺寸不是实际基础的尺寸,如何由压板试验合理地确定实际基础的地基承载力是一个还没有很好解决的问题。提出一个新的解决方法,即由压板试验反算地基的强度参数和变形指标,然后用这些参数对具体基础采用切线模量法计算基础的荷载和沉降关系的p–s曲线,再根据上部结构对基础的沉降要求和地基强度安全系数要求的双控原则,由p–s曲线确定满足沉降和强度要求的地基承载力,而不是直接由压板载荷试验曲线来确定地基承载力,这样可以更好地考虑基础的尺寸效应。通过案例进行了说明,并与现行的规范方法进行了比较,说明了新方法的合理性。