基于快速固結(jié)的某地區(qū)第四紀黏性土高壓固結(jié)試驗研究

龍金暄

摘 ?要：文章采用壓力調(diào)整方法，對第四紀黏性土進行快速高壓固結(jié)處理，選取地層壓縮系數(shù)、地層固結(jié)系數(shù)、土地層固結(jié)狀態(tài)作為高壓固結(jié)試驗指標(biāo)展開試驗研究。試驗結(jié)果表明，不同深度的土層固結(jié)系數(shù)容易受壓力變化的影響，淺層土樣壓縮系數(shù)隨著壓力的變化幅度較大，地層固結(jié)壓力隨著深度的增加而變大。此試驗結(jié)論為建筑工程地基沉降問題的解決提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高壓固結(jié);壓縮系數(shù);固結(jié)系數(shù);固結(jié)狀態(tài)

中圖分類號：TU442 文獻標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）24-0051-02

Abstract： In this paper， the Quaternary clay is treated by rapid high-pressure consolidation by using the pressure adjustment method， and the formation compression coefficient， formation consolidation coefficient and soil consolidation state are selected as the high-pressure consolidation test indexes. The test results show that the consolidation coefficient of soil layer with different depth is easily affected by the change of pressure， the compression coefficient of shallow soil sample varies greatly with the change of pressure， and the formation consolidation pressure increases with depth. The conclusion of the test provides a reference basis for solving the problem of foundation settlement in building engineering.

Keywords： high-pressure consolidation; compression coefficient; consolidation coefficient; consolidation state

土是一種礦物質(zhì)顆粒松散堆積體，是建筑工程計劃方案擬定及施工管理的重要指標(biāo)[1]。該項指標(biāo)容易受到外界荷載影響，導(dǎo)致體積隨之發(fā)生變化，出現(xiàn)壓縮變形等情況[2]。當(dāng)所有應(yīng)力發(fā)生改變時，土體中便會有部分水排出，對建筑工程質(zhì)量影響較大[3]。根據(jù)土質(zhì)特性采取高壓固結(jié)處理顯得尤為重要，本文采用快速固結(jié)處理方法，針對不同深度下第四紀黏性土開展高壓固結(jié)試驗研究。

1 工程概況

某建筑工程位于衡水沉降區(qū)，總建筑面積1350m2，作為商業(yè)辦公樓使用。由于建筑工程所處地區(qū)屬于沉降區(qū)，所以對黏性土高壓固結(jié)處理的要求較高。預(yù)期投入建設(shè)資金3600萬，工期8個月。

2 試驗方法

為了提高黏性土高壓固結(jié)處理水平，本文在不同深度取樣，分別測試不同深度下土質(zhì)類型、常規(guī)指標(biāo)參數(shù)、力學(xué)指標(biāo)參數(shù)，將其作為黏性土高壓固結(jié)處理試驗研究依據(jù)。如表1所示為不同深度取樣指標(biāo)情況。

按照深度的不同，本次試驗取了68個不同層次深度，取樣深度從1m～410m，選取其中6個深度特性數(shù)據(jù)列入表1中。按照SL237土工試驗規(guī)程中提及的建筑工程土質(zhì)制備要求，設(shè)計黏性土高壓固結(jié)試驗，分別組織同深度下黏性土地層壓縮系數(shù)與壓力關(guān)系、固結(jié)系數(shù)與壓力關(guān)系、層固結(jié)試驗。

3 試驗結(jié)果分析

3.1 不同深度下第四紀黏性土地層壓縮系數(shù)與壓力的關(guān)系

本次研究選取編號10、21、56深度的黏土作為試驗材料，前兩個深度土質(zhì)為中等壓縮性土質(zhì)，后者屬于低等壓縮性土質(zhì)。通過調(diào)整壓力數(shù)值，觀察這3種不同深度土質(zhì)壓縮系數(shù)在壓力變化情況下產(chǎn)生的規(guī)律，結(jié)果如表2所示。

通過觀察表2中的統(tǒng)計結(jié)果可知：從整體來看，3種深度土質(zhì)壓縮系數(shù)隨著壓力的增加先增加后減小，而后在出現(xiàn)小幅度增加的變化趨勢。另外，淺層土樣表現(xiàn)最為顯著，壓縮系數(shù)隨著壓力的變化幅度較大。

3.2 不同深度下第四紀黏性土地層固結(jié)系數(shù)與壓力的關(guān)系

同樣選取編號10、21、56深度的黏土作為試驗材料，觀察不同壓力環(huán)境下黏性土地層固結(jié)系數(shù)變化情況，結(jié)果如表3所示。

依據(jù)表3中的統(tǒng)計結(jié)果可知，100kPa壓力為分界點，在未達到此壓力數(shù)值情況下，深度編號21和深度編號56的土層隨著壓力的增加，地層固結(jié)系數(shù)隨之減小，前者系數(shù)偏大一些，而10土層固結(jié)系數(shù)先隨之減小而增加。當(dāng)壓力超過100kPa以后，10號淺層土質(zhì)的固結(jié)系數(shù)較其它兩個土層固結(jié)系數(shù)更大一些，變化波動不是很大，整體呈現(xiàn)出上升趨勢，而21號土層固結(jié)系數(shù)隨著壓力的增加先減小后增加，56號土層固結(jié)系數(shù)隨著壓力的增加先增加后減小。

3.3 不同深度下第四紀黏性土地層固結(jié)狀態(tài)

依據(jù)黏土土質(zhì)特性可知，當(dāng)土體自身發(fā)生沉積以后就會發(fā)生固結(jié)變形情況，不同深度土質(zhì)承受的自動壓力不同，因而產(chǎn)生的固結(jié)狀態(tài)存在較大差異，對建筑工程施工質(zhì)量影響較大[4]。本研究以11個深度數(shù)據(jù)為代表，對黏性土地層固結(jié)狀態(tài)進行分析，統(tǒng)計結(jié)果如表4所示。

依據(jù)表4中的統(tǒng)計結(jié)果可知，隨著深度的增加，地層固結(jié)壓力逐漸變大。而不同地區(qū)土質(zhì)自身存在自重壓力，如果當(dāng)前土層覆蓋的壓力等于自重壓力，則稱之該土為正常固結(jié)土，如果前者數(shù)值更大一些，則稱之為超固結(jié)土，反之，則稱之為欠固結(jié)土。本文研究的衡水沉降區(qū)土質(zhì)自重壓力大約為3750kPa，將該數(shù)值與不同土質(zhì)深度固結(jié)壓力值進行對比，可以得出建筑項目黏性土高壓固結(jié)處理結(jié)論。

4 結(jié)論

本文以衡水沉降區(qū)某建筑項目為例，采用快速固結(jié)處理方法，即通過調(diào)整壓力大小，對第四紀黏性土高壓固結(jié)處理相關(guān)系數(shù)進行試驗分析，本次試驗的指標(biāo)包括地層壓縮系數(shù)、地層固結(jié)系數(shù)、土地層固結(jié)狀態(tài)。試驗結(jié)果表明，淺層土樣壓縮系數(shù)隨著壓力的變化幅度較大;地層固結(jié)系數(shù)容易受壓力變化的影響，當(dāng)壓力高于100kPa時，淺層土質(zhì)的固結(jié)系數(shù)大一些;隨著深度的增加，地層固結(jié)壓力逐漸變大。

參考文獻：

[1]茍新茗，張俊儒.原狀非飽和粘性黃土強度及固結(jié)力學(xué)特性研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2018，55（S2）：229-234.

[2]胡小榮，董肖龍，陳曉宇.正常固結(jié)原狀飽和黏性土的本構(gòu)模型研究[J].應(yīng)用力學(xué)學(xué)報，2019，36（01）：36-46.

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