静止侧压力系数实验 静止土压力系数和静止侧压力系数

GBT 50123-2019土工试验方法对击实试验作出了哪些修改？

GB/T 50123-2019与GB/T 50123-1999版比较内容有较大变化。

静止侧压力系数实验 静止土压力系数和静止侧压力系数

静止侧压力系数实验 静止土压力系数和静止侧压力系数

静止侧压力系数实验 静止土压力系数和静止侧压力系数

增加了：酒精燃烧法含水率试验；崩解试验；毛细管上升高度试验（直接观测法、土样管法）；快速固结试验；无黏性土休止角试验；土的静止侧压力系数试验；振动三轴试验；共振柱试验；土的基床系数试验；冻土含水率试验（烘干法、联合测定法）；原位冻胀率试验；原位密度试验（灌砂法、灌水法）；试坑渗透试验；原位直剪试验；十字板剪切试验；标准贯入试验；静力触探试验；动力触探试验；旁压试验；载荷试验；波速试验；化学分析试样风干含水率试验；简易碱吸收容量法难溶盐碳酸钙试验；游离氧化铁试验；阳离子交换量试验（缓冲液法、乙酸铵交换法、乙酸钠-火焰光度法）；土的X射线衍射矿物成分试验；粗颗粒土相对密度试验；粗颗粒土击实试验；粗颗粒土渗透及渗透变形试验；反滤试验；粗颗粒土固结试验；粗颗粒土直接剪切试验；粗颗粒土三轴压缩试验（无黏性粗颗粒土、黏质粗颗粒土）；粗颗粒土三轴蠕变试验；粗颗粒土湿化变形试验。

删除了土的离心含水当量试验。

另外：自由膨胀率试验，无荷载膨胀率试验等内容有较大变化。

土工试验中Fs代表什么？

土力学稳定安全系数（FS）是指土体的稳定性和受力的能力，用来衡量土体的抗压强度。其计算公式为FS=σ’v/σ’c，其中σ’v为抗剪应力，σ’c为抗压应力。当FS>1时表明该土体是稳定的，当FS<1时表明该土体是不稳定的。

　原位应力铲测试（TPT）

总压力盒（total pressure cell）早由瑞典马沙尔屈（Massarsch,1975）研究使用。其状如铲，将它插入地下，可测取地层水平向总应力，故形象地称它为应力铲。

（一）测试设备和方法

1.测试设备

包括应力铲、接收仪器和压入设备。

应力铲是由两块1mm厚的不锈钢膜焊接而成，为高为215mm、宽为98mm、厚为5mm的扁盒，其内部设有宽40mm的补强钢板，以增大扁盒压入时的抗弯能力。盒内充满去气的硅油与铲上方压杆内的传感器相连通（见图7—13），国内铁四院已有生产。

图7—13应力铲

应力铲的设计，根据平面应变和传感器体变要求，一般规定：

土体原位测试机理、方法及其工程应用

式中：δ——应力铲厚度，δ＝5mm;

b——应力铲宽度，b=98mm;

s——钢膜受压时的变形量（挠度）。

使用的电子接收仪器的精度应达1kPa。

2.试验方法

利用工程钻机或者借助触探仪贯入设备，将应力铲垂直压入地下指定深度，进行试验。

使用工程钻机时，应先开孔至试验点深度以上1m左右位置，然后将应力铲接上钻杆，通过立轴放至孔底，再以（20±5）mm/s的速度压入土中，随压随记贯入过程中的压力读数；记录的深度间隔以10—20cm为宜。当压至预定的深度时，应立即记录水平总应力随时间而衰减的过程值，直至完全稳定为止。

应力铲的适用地层主要由它的抗弯刚度所决定，一般只适用于中等硬度或中密度以下的土层。试验时应注意以下两点：

（1）在场地地层情况不清楚的情况下，先使用CPT，根据工程特点选择合适的试验点，避免应力铲碰上硬地层导致损坏。

（2）及时点绘水平总应力随时间衰减曲线，以利判别应力松驰是否趋于稳定。

（二）资料整理

同CPTU一样，对贯入时测得的数据和停止贯入后压力随时间变化的数据，应进行初读数和零飘修正。根据修正的读数，分别点绘贯入时水平总应力随深度变化曲线和随时间变化曲线。然后在此基础上绘制归一化应力随时间的衰减曲线。所谓归一化应力是指应力铲在某一时刻的水平应力增量用初始水平应力增量来归一，即：

土体原位测试机理、方法及其工程应用

式中： ——归一化应力；

σhi——贯入过程中土中各深度的水平总应力，当停止贯入时，即为初始水平总应力；

σht——贯入停止后，某时刻t时的水平总应力；

σhc——水平总应力衰减后的稳定值；此时，可近似认为σhc就是天然地基的原位水平总应力。

（三）成果分析与应用

应力铲试验成果可应用于以下诸方面：测定土的水平总应力；确定土的静止侧压力系数（K0）；推估饱和细粒土的水平固结系数（Ch）。

1.测定土的水平总应力

当应力铲垂直贯入地下时，垂直作用于应力铲板面的水平方向的力系组成下式：

土体原位测试机理、方法及其工程应用

式中：σht——贯入停止后t时刻的水平总应力；

σh0——原位有效水平应力；

△σ′ht——由应力铲压入时所引起的在t时刻的有效水平应力增量；

△ut——由应力铲压入后在t时刻的超孔压；

uw——静止水压力。

当超孔压消散终了时，有△ut=0，而σht则达稳定值σhc，上式变为：

土体原位测试机理、方法及其工程应用

由于应力铲厚仅5mm，据空穴扩张理论，2.5mm的空穴扩张产生的应变是很小的；另外，在应力铲周边产生剪应变集中，应力铲膜中的剪应变一般小于平均剪应变。因此，由贯入引起的水平有效应力增量一般不大，特别在饱和软粘土中，可近似定 ，即△σ′ht=0，这时便有：

土体原位测试机理、方法及其工程应用

由此可得任何应力史和任何应力状态下的饱和粘性土的原位水平总应力或原位水平有效应力。

应力铲测试方式灵活，可方便地用于挡土墙及桩基等地基基础的水平应力测量；对于超固结和施行过地基改良的土体或具有偏压作用荷重历史的土，应力铲也能测其原位水平总应力。另外，对由挖方、坍塌、滑移等引起的地基水平应力的变化，应力铲能提供一个更为准确的水平应力增量值，因为此时不涉及到应力铲插入产生的水平有效应力增量。

2.确定土的静止侧压力系数（K0）

应力铲试验的直接目的，原本是在现场直接测定土层的原位K0。K0对确定土的原位初始应力状态、土强度与变形特性分析的K-G模型、应力路径、桩基承载力和挡土墙的稳定分析等方面，都是一个重要的参数。土的K0值多用室内K0固结仪或特殊三轴仪测定，通常也根据经验关系推估K0。近十多年来，国外一些研究者研制发展了多种原位测试K0的方法，例如水力劈裂法、压入式板状膨胀仪、自钻式旁压仪、K0步进板等测试方法。但迄今还没有一种公认为完善的测试方法。因此，目前采用多种试验方法，然后根据测试结果进行综合分析，从中选择一个合理的K0值。

推求K0的公式繁多，对于正常固结的粘土，可应用布鲁克尔（Brooker）和爱雷兰德（Ireland,1965）提出的（7—31）式或阿尔潘（Alpan,1967）提出的（7—32）式进行估算：

土体原位测试机理、方法及其工程应用

K0与土质结构及应力历史密切相关。室内K0试验，常因取样和制备等原因，造成土样的扰动，易于模糊土的应力史，而原位测试则可减少这种扰动的影响。

对于天然沉积层，K0为水平向与垂向的有效应力之比：

或土体原位测试机理、方法及其工程应用

在地下水位和土的饱和重度已知的条件下，就可根据应力铲的稳定值σhc通过上式求得K0。

3.推估饱和细粒土的水平固结系数（Ch）

应力铲测得的水平总应力变化，反映了超孔隙水压力和水平有效应力增量共同变化的结果。由于应力铲贯入产生的△ht值很小，因此σh的变化主要反映了超孔压的变化。若定△ht=△hc不随时间而变，那么，由式（7—28）得：

土体原位测试机理、方法及其工程应用

由此得到超孔隙水压消散值的近似值。

（1）超孔压的初始分布：设超孔压沿板面中心法线（水平）方向的初始分布服从罗埃（Roy,1981）等人总结的经验分布规律，即：

土体原位测试机理、方法及其工程应用

式中：f（ρ）——超孔压初始分布函数，f（ρ）=u（ρ，t=0）；

△U0——应力铲板面中心与土的界面处的初始超孔压，按式（7—34）计算，

即△U0＝σhi－σhc，亦即△u0＝△ut=0=u（ρ＝0,t=0）；

ρ——距离比，ρ＝x/r,

x——土单元距板面中心的法向距离

δ——板厚；

α——经验指数，与土性质有关。

其它符号意义同前。

（2）水平固结系数计算：正如前面第二章所论述的那样，理论上，水平固结系数可据式（t=Tr2/Ch）计算，即：

土体原位测试机理、方法及其工程应用

基于同一道理，Ch应取下式：

土体原位测试机理、方法及其工程应用

式中符号意义同前。

为取得Ch的佳值，可采用曲线拟合方法，反复调整α值，直到实测曲线与理论曲线达到佳拟合时为止。

碎石的静止土压力系数

0.43。碎石自然堆积角度为30度-40度，堆积角为35度，静止土压力系数为K=1-sin35度=0.43，因此碎石的静止土压力系数为0.43。静止土压力系数，又称静止侧压力系数，是指土体在无侧向变形条件下固结后的水平向主应力与竖向主应力之比，也就是原始应力状态下的水平向主应力与竖向主应力之比。

测定地基土的静止侧压力系数K0时，可选用下列（ ）原位测试方法。

【】：C、D

根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021 -2001)(2009年版)第10. 7. 5条规定，根据自钻式旁压试验的旁压曲线可测求土的原位水平应力、静止侧压力系数、不排水扰剪强度等；第10.8.4条规定，根据扁铲侧胀试验指标和地区经验，可判别土类，确定黏性土的状态，静止侧压力系数、水平基床系数等。

淤泥的静止侧压力系数范围值是？

淤泥的静止侧压力系数范围是0.57-0.7。

天然土或人工填土中任何一点的水平有效应力与竖向有效应力之比称改土的侧压力系数K。如果土体在承受竖向压力时，不允许产生侧向变形，这时的侧压力则称为静止侧压力，相应的系数称静止侧压力系数，以K0表示。

对于正常固结黏土或砂土K0＝1-sinφ'

；对于超固结土，按下式估算K0＝(1-sinφ')(OCR)^sinφ，φ'为土的有效内摩擦角，OCR为超固结比。

淤泥土的侧压力系数K0是土压力计算时不可缺少的参数之一,

影响土K0测试值的因素很多，诸zd如仪器设备、测试作经验、土的类型及地层相变、土样回受扰动程度等。

目前，各测试单位提供K0数据大多用经验公式K0＝1－sinφ作为校验答。其中，φ为软土的有效内摩擦角，一般为20°～25°，则K0在0．55～0．65之间，多比较接近。

GDS三轴仪的什么是三轴试验

真三轴试验所施加的应力和所测得的强度参数以及变形参数能较真实地反映实际情况。然而这种试验的仪器构造复杂、作麻烦。目前除了作研究用外，很少被岩土工程师用于实际的工程勘察设计。