影响载荷试验成果精度的主要因素

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网上科普有关“影响载荷试验成果精度的主要因素”话题很是火热,小编也是针对影响载荷试验成果精度的主要因素寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。

载荷测试方法比较简单,成果也比较可靠,但费时、费力。应深入分析其影响因素,消除不利影响,使测试成果精度符合要求。影响载荷测试成果的主要因素有以下几方面。

1.承压板尺寸

不同的承压板尺寸对试验土层的沉降量和极限压力值均有一定影响。原苏联、美国和我国均曾先后用不同尺寸的承压板做载荷测试研究。结果均表明,在不超过直线变形阶段的荷载作用下,当承压板边长或直径(B)小于某值时,S(沉降量)与B成反比;当B大于某值时,S与B成正比。崔托维奇认为,此值代表承压板直径时,为30—35cm;代表方形边长时,为45cm。我国冶金部勘察系统在太原所做的不同面积承压板的对比试验表明,对圆形承压板,此值(直径)为30cm;对方形承压板,此值(边长)为50cm(见表4—4)。

表4—4 方形承压板(基础)边长与沉降量数据的关系

②F为承压板面积。

铁道科学研究院的研究表明,当B在20—30cm时,所确定的极限压力最低;若大于该值时,极限压力随B的增加以递减的速率增加。其他一些单位也有类似经验。

由于载荷测试是模拟基础工作条件的一种试验方法,基础宽度一般均超过30cm,因而承压板不宜过小。但是,如承压板面积过大,势必所加总荷载也随之增大,这又增加了测试的困难。因此,国内、外规定,将1000cm2作为承压板面积的下限是合理的。在大多数情况下,用面积为1000—5000cm2的承压板进行试验,所获得的成果是可靠的。

2.沉降稳定标准

每级压力下的沉降稳定标准不同,则所观测的沉降量及所得出的P-S曲线和变形模量等也不相同。为了消除这种影响,就要统一稳定标准。在载荷试验中,广泛应用的是相对稳定法,即每施加一级荷载,待沉降速率达到相对稳定后再加下一级荷载。有的规程在规定相对稳定标准的同时,还提出了在不同土层中观测时间的附加规定。如每级荷载下的观测时间,对软粘性土,应不少于24h;对一般粘性土,不少于8h;对碎石土、砂土、老粘性土,不少于4h。这是基于土的力学强度越低,在某级荷载(压力)下沉降稳定所需的时间越长所致。如果按上述标准做一个载荷试验,所需时间,少则2d,多则10d以上。试验周期长是载荷试验的主要缺点。为了改变这种状况,对可塑至坚硬状态的粘性土、砂类土、碎石类土可采用快速法,即自每级加荷操作历时(按经验估算)的一半开始,每隔15min观测一次,每级荷载保持2h。按10级荷载计算,做一个载荷试验只需20h,不足一天。经过一些单位的实践和研究表明,按快速法经外推计算的成果,可用于评价地基的容许承载力。现将快速试验外推计算方法介绍于后。

快速法外推计算的目的是求沉降达到相对稳定标准时的沉降值Sn。其基本原理是假定沉降与时间为一对数关系,即

土体原位测试机理、方法及其工程应用

为了求得相对稳定标准的沉降值Sn,就需要知道达到相对稳定标准所需的时间tn。

一般取沉降速率达到相对稳定标准(见4.2.2节第5条)的时间增量tw=1h,沉降增量Sw=0.1mm,则

土体原位测试机理、方法及其工程应用

亦即 

由(4—8)式得:

土体原位测试机理、方法及其工程应用

式(4—10)和(4—11)中:

tn——第n级荷载下沉降达到相对稳定标准时所需的时间(min);当tn值不足为30的倍数时,可增大为30的倍数;

Sn——第n级荷载下沉降达到相对稳定标准时的沉降量(cm);

tw——沉降速率达到相对稳定标准时的时间增量(tw=60min);

Sw——沉降速率达到相对稳定标准时的沉降增量(Sw=0.01cm);

αn——第n级荷载下,S-lnt曲线的截距(cm);

βn——第n级荷载下,S-lnt曲线的斜率。

由(4—10)和(4—11)式中可看出,只要求出αn和βn两个未知数,就可求出tn和Sn。求出Sn后,就可画出P-S曲线。αn和βn分别用(4—12)和(4—13)式计算。

土体原位测试机理、方法及其工程应用

为了使快速法的成果与相对稳定法一致,必须从施加第二级荷载开始,从沉降观测值中扣除其以前各级沉降未稳定而产生的剩余沉降量。其值按(4—14)式计算。

土体原位测试机理、方法及其工程应用

式中: ——第n级荷载下第i次观测值中应扣除的剩余沉降量(cm);

k——第n级前的荷载级数(k=1,2,……,n-1);

△t——沉降观测的时间间隔(min);

N——每级荷载下沉降观测的次数;

n——荷载级数。

为了说明快速法外推计算的整个过程,举例如下。

表4—5 快速法试验成果

注:沉降观测值应为本级荷载下的实际沉降量(即沉降增量)。

快速法外推计算

第一级荷载。因无其他级荷载,不需要计算应扣除的剩余沉降量。

①计算α1、β1,α1=0.052,β1=0.014。

②计算沉降达相对稳定标准时所需时间t1及沉降量S1:

土体原位测试机理、方法及其工程应用

将117min增大为30的整倍数,即t1=120min则:

土体原位测试机理、方法及其工程应用

表4—6 计算α、β值用表

第二级荷载是在第一级荷载已达相对稳定标准后(即120min)施加的,因而没有剩余沉降产生,其推算方法与第一级一样。计算结果为:α2=0.108,β2=0.024,t2=180min,S2=0.232cm。

第三级荷载。由于第二级t2=180min,即尚有60min按S-lnt线性关系的沉降量影响到第三级荷载的1—4次观测值,应予扣除。

③计算各次观测值中应扣除的剩余沉降量:

土体原位测试机理、方法及其工程应用

在计算α3、β3时,应将第三级荷载下的第1—4次的沉降观测值减去 至 ,才能作为计算依据。经计算得α3=0.003,β3=0.067;并依次计算出t3、S3,以及αn、βn和tn、Sn。其结果列于表4—7。

表4—7 计算结果表

注:表中tn值,分子为实际计算值,分母为30的整倍数值。

整个外推计算,除了用手算以外,还可以编制程序,用计算机计算。

3.承压板埋深

承压板埋深应与基础埋深一致,这样求出的地基容许承载力等才比较符合实际。相同面积的承压板,埋深不同,所求出的P-S曲线上的比例界限值也不一样。根据土力学基础埋深原理,一般来讲,埋深越浅,P-S曲线的比例界限值越小。埋深如过大,会增加试验的困难。

随着高层建筑与深基础工程的日益增多,浅层平板静力载荷测试逐渐显得“无能为力”,而改用钻孔平板载荷测试或螺旋板载荷测试。螺旋板载荷测试(screw plate test)是由N.Janbu(1973)研制的。它可以在地基不同深度上进行试验,最大试验深度已达30m。目前,瑞典、美国、加拿大、挪威等国,均已将它用于实际工程中,但仍待不断完善(螺旋板载荷测试详见本章第六节)。

4.地基土的均匀性

载荷测试的影响深度一般为1.5—2倍承压板宽度(或直径)。在这个影响深度内,土层的时代、成因、类型及含水量一般应是相同的。只有这样,载荷测试成果才能反映同一土层的真实指标(土的工程性质),达到载荷测试的目的。如果建筑场地土层较多,又都是重要建筑物的持力层,则要分层做载荷测试。如果土层较薄,达不到2倍承压板宽度(直径)的厚度,所求出的载荷测试成果就很难应用,满足不了基础设计的需要。这时,就要考虑采用符合要求的小承压板或做其他类型的试验,以满足设计要求。因此,在做载荷测试前,应掌握较详细的钻探资料,对测试场地土层有较详细的了解。

什么是桩基静载荷试验

K30平板载荷试验适用于粒径不大于载荷板直径1/4的各类土和土石混合填料。

由于K30的荷载板直径只有300mm.因此对所填路基土的颗粒粒径和级配有一定的限值,否则颗粒粒径过大,级配不均匀,K30的测试结果就会带来较大的误差,难以真实反映路基的压实情况。根据秦沈客运专线的经验,K30适用于均匀地基土(如粗、细粒土)地基系数K30的检测,对于拌和较均匀的级配碎石也是符合测试要求的,而对于颗粒不均匀的碎石土,其K30检测就难以得出准确可靠的测试结果。 K30平板载荷试验的测试有效深度范围为400~500mm。

由于K30平板载荷试验成果所反映的是压板下大约1.5倍压板直径深度范围内地基土的性状,因此要想真实全面地反映更深土层的情况,尚需结合其他的检测手段进行综合评定。 对于水分挥发快的均粒砂,表面结硬壳、软化、或因其他原因表层扰动的土,平板载荷试验应置于扰动带以下进行。

影响K30测试结果的因素很多,但含水量变化是造成K30测试结果偶然误差的主要因素,也就是说K30测试结果具有时效性。一般来说,控制在最佳含水量附近施工,路基压实系数较高,路基质量好,基床表面刚度较大,K30测试结果较高。但是由于受季节及天气气温变化的影响,其水分的蒸发程度不同,含水量差别较大,因而含水量为一变量。实践证明,碾压完毕后,路基含水量大时,K30试结果就小;含水量小时,K30测试结果就高。由于击实土处于不饱和状态,含水量对其力学性质的影响很大。这就造成K30测试结果因含水量变化而离散性大、重复性差。为此,现场测试应消除土体含水量变化的影响。 对于粗、细粒均质土,宜在压实后2~4h内进行。

在进行K30测试时,发现不同时间的K30测试结果差别较大,尤其对级配碎石来讲更为明显。这是由于不同的检测时间,其路基的含水量及板结强度不同。若在碾压完毕后2~3d再进行K30测试,这样虽然K30测试结果提高了,满足了K30的设计要求。但这样做会造成K30测试结果无可比性、不可信。因此,为了检测路基填筑质量而进行的K30试验,只有在碾压完毕时一定时限内进行测试才有意义。 测试面必须是平整无坑洞的地面。对于粗粒土或混合料造成的表面凸凹不平,应铺设一层约2~3mm的干燥中砂或石膏腻子。此外,测试面必须远离震源,以保持测试精度。

细粒土(粉砂、黏土)只有在压实的条件下方可进行检测。在不确定的情况下,要对地面不同深度进行检测,地面以下最深至d(d=承载板直径)。 雨天或风力大于6级的天气,不得进行试验。

土的工程特性指标?

静载荷试验:是指按桩的使用功能,分别在桩顶逐级施加轴向压力、轴向上拔力或在桩基承台底面标高一致处施加水平力,观测桩的相应检测点随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移,根据荷载与位移的关系(即Q~S曲线)判定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。它是目前检验桩基(含复合地基、天然地基)承载力的各种方法中应用最广的一种,且被公认为试验结果最准确、最可靠,被列入各国桩基工程规范或规定中。该试验手段利用各种方法人工加荷,模拟地基或基础的实际工作状态,测试其加载后承载性能及变形特征。其显著的优点是受力条件比较接近实际,简单易用,试验结果直观而易于为人们理解和接受;但是试验规模及费用相对较大。 静载荷试验类型:根据试验对象可分为地基土浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验、复合地基载荷试验、岩基载荷试验、桩(墩)基载荷试验、锚杆(桩)试验;根据加载方式可分为:竖向抗压试验、竖向抗拔试验、水平载荷试验。 试验使用设备:千斤顶 荷重传感器 位移传感器 百分表

土的工程特性指标是非常重要的,了解指标的每个细节才能更好的解决实际问题,每个环节的处理都很关键。中达咨询就土的工程特性指标和大家说明一下。

第1条 土的工程特性指标应包括强度指标、压缩性指标以及静力触探探头阻力,标准贯入试验锤击数、载荷试验承载力等其他特性指标。

第2条 地基土工程特性指标的代表值应分别为标准值、平均值及特征值。抗剪强度指标应取标准值,压缩性指标应取平均值,载荷试验承载力应取特征值。

第3条 载荷试验包括浅层平板载荷试验和深层平板载荷试验。浅层平板载荷试验适用于浅层地基,深层平板载荷试验适用于深层地基。两种载荷试验的试验要求应分别符合本规范附录C.D的规定。

第4条 土的抗剪强度指标,可采用原状土室内剪切试验、无侧限抗压强度试验、现场剪切试验、十字板剪切试验等方法测定。当采用室内剪切试验确定时,应选择三轴压缩试验中的不固结不排水试验。经过预压固结的地基可采用固结不排水试验。每层土的试验数量不得少于六组。室内试验抗剪强度指标ck,φk,可按本规范附录E确定。

在验算坡体的稳定性时,对于已有剪切破裂面或其它软弱结构面的抗剪强度,应进行野外大型剪切试验。

第5条 土的压缩性指标可采用原状土室内压缩试验、原位浅层或深层平板载荷试验、旁压试验确定。

当采用室内压缩试验确定压缩模量时,试验所施加的最大压力应超过土自重压力与预计和附加压力之和,试验成果用e~p曲线表示。当考虑土的应力历史进行沉降计算时,应进行高压固结试验,确定先期固结压力、压缩指数,试验成果用e~lgp曲线表示。为确定回弹指数,应在估计的先期固结压力之后进行一次卸荷,再继续加荷至预定的最后一级压力。

地基土的压缩性可按p1为100kPa,p2为200kPa时相对应的压缩系数值a1-2划分为低、中、高压缩性,并应按以下规定进行评价:

1.当a1-2<0.1MPa-1时,为低压缩性土;

2.当0.1MPa-1≤a1-2<0.5MPa-1时,为中压缩性土;

3.当a1-2≥0.5MPa-1时,为高压缩性土。

当考虑深基坑开挖卸荷和再加荷时,应进行回弹再压缩试验,其压力的施加应与实际的加卸荷状况一致。

想要了解“土的工程特性指标”更多详细信息,中达咨询建设通查询简单方便可靠。

关于“影响载荷试验成果精度的主要因素”这个话题的介绍,今天小编就给大家分享完了,如果对你有所帮助请保持对本站的关注!

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  • 千琴
    千琴 2025年05月16日

    我是0429资源号的签约作者“千琴”!

  • 千琴
    千琴 2025年05月16日

    希望本篇文章《影响载荷试验成果精度的主要因素》能对你有所帮助!

  • 千琴
    千琴 2025年05月16日

    本站[0429资源号]内容主要涵盖:国足,欧洲杯,世界杯,篮球,欧冠,亚冠,英超,足球,综合体育

  • 千琴
    千琴 2025年05月16日

    本文概览:网上科普有关“影响载荷试验成果精度的主要因素”话题很是火热,小编也是针对影响载荷试验成果精度的主要因素寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望...

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