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土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动;也指工程建设的对象,即建造在地上或地下、陆上或水中 ,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。
本文选自国家级期刊《房地产导刊》,《房地产导刊》由广州市房地产协会主管,中国市长协会;中国房地产协会;广州市房地产协会;广州招商服务推广中心主办。国内刊号:CN44-1486/F;国际刊号:ISSN1009-4563。
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摘要:土体流变性极大地影响了我国的经济建设与土木工程安全,因此,加强对软土次固结特性的研究十分重要。本文通过试验方法,研究了不同深度的四种土样在分级荷载下的次固结特性,并得出了结论,希望能为软土次固结特性的深度研究提供一点参考。
关键词:软土,次固结特性,试验研究
一.软土与次固结
我国东部和东南部沿海地区以及河流谷底分布着大量淤泥质软土,这些软土大多是第四世纪以来形成的饱和软粘土,其形成主要受沉积作用影响。这种软粘土具有含水量高、孔隙比大、密度低、强度低、压缩性强、透水性低等特点,随着近年来我国土木工程建设力度的不断加大,很多建筑物在软土地基上进行建设的可能性不断提高,随之而来的是各种工程问题,诸如工期延长、事故频发、工后沉降难以控制等,严重影响了经济建设。这些问题的发生大多与土体的流变性特征有关,因此,加强对软土的次固结特性研究,对于推进经济建设,保证土木工程建设安全具有重要意义。软土问题的研究,主要是其变形问题,其次是稳定问题,稳定问题的试验研究必然涉及变形问题,因此,对软土变形问题的研究是根本。次固结是饱和粘性土在侧限条件下受压,主固结完成后土体积仍随时间增长而减小的过程。软土受外力影响产生的变形可分为固结变形和次固结变形。从软土结构特性来讲,次固结量在总压缩量中占的比重较大,并且会随着时间持续发生变化,一般来说,土木建筑工程的使用周期都在几十年甚至上百年左右,加强对软土次固结特性的研究,对服务土木工程建设,提升安全质量具有重要意义。
二.试验研究
1.材料选取
试验所选取的土样为吴江某地淤泥质粉质粘土层软土,采取分级加载的一维固结试验,仪器采用常规型压缩仪,所选取土样为不同深度的四种深度软土,其采样深度分别为3米、5米、10米、15米,面积30平方厘米,高度2厘米。考虑到温度变化对试验的影响,试验将全程在恒温空调室中进行,从小压力开始加载,压力范围100—1000Kpa,加荷梯度△pi/pi=1,分步加载直到到达所需数值,每级加载4天时间为固结变形稳定期限,然后进行下一级荷载。所选取土样的物理性质数据参考表1。不同固结压力下软土次固结系数见表2。
2.结果分析
2.1时间与应变曲线
理论上理想的蠕变曲线可分为三个阶段,在初时蠕变阶段时,蠕变速率呈现减小趋势;稳定阶段的蠕变速率固定在某个常数;加速蠕变阶段相对来说复杂一些,它不仅包括裂隙扩展,还有最终所导致的破坏阶段。根据下述四个图的统计数据可以分析出,在压缩过程中,土样被不断挤压密实,其呈现出的是衰减蠕变的特征。同时,由于重塑土受扰动导致结构被破坏,空隙变小,压缩性变小,变形上呈现缓慢特性,由此可见,在加荷相同的情况下,重塑土样的应变小于原状土样应变。不同深度应变与时间之间的关系,见图1、2、3、4,采取7天的数据。
图13米深度下的应变曲线
图25米深度下的应变曲线
图310米深度下