土體性質(zhì)對其蠕變特征影響的試驗(yàn)分析★

崔 啟 兵

(連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 連云港 222006)

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·巖土工程·地基基礎(chǔ)·

土體性質(zhì)對其蠕變特征影響的試驗(yàn)分析★

崔 啟 兵

(連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 連云港 222006)

通過軟土流變試驗(yàn)分析了土體性質(zhì)對海相軟土蠕變特征的影響，多組蠕變試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，土體含水率、容重、埋深等指標(biāo)對蠕變特征均存在一定的影響，其中含水率越大、埋深越淺，土體的蠕變性越明顯，表現(xiàn)出的應(yīng)變量也越大。

海相軟土，蠕變特征，土體性質(zhì)，含水率

1 概述

連云港位于黃淮平原東北部，地勢總體上較為平坦，東辛農(nóng)場—雙店一線以北地區(qū)主要屬低山丘陵區(qū)，最高峰為前云臺山大桅尖，海拔625.3 m，其他山丘一般低于300 m，主要低山有云臺山、蒼山、玉山、夾谷山、徐山、橫山、吳山、禹山、房山、錦屏山、大伊山等，丘陵崗地海拔一般小于100 m，南部、東南部及沿海分布廣闊的平原，海拔一般小于20 m，有少量的孤丘。平原區(qū)面積約8 800 km2，低山丘陵(崗地)約3 400 km2。東部為海域，海岸線長度約150 km。氣候?qū)倥瘻貛В募痉置?，夏季海洋性氣候明顯，冬季以大陸性氣候?yàn)樘卣?，年平均氣?4 ℃，1月份平均為-1 ℃，7月份平均為27 ℃，無霜期約200 d，年降水量約為950 mm，夏季降水占全年60%～70%，日照時(shí)間歷年平均達(dá)2 588 h。

更新世早、中期，測區(qū)西部和北部仍處緩慢上升階段，灌云—濱海一帶廣大平原區(qū)仍處緩慢下降，接受了較厚的河湖相沉積，更新世中期晚時(shí)遭受海侵，接受海相沉積。更新世晚期，無論平原或山麓均有沉積，南部平原區(qū)再次遭受兩次海侵的影響，影響范圍可達(dá)云臺山山麓。因此連云港地區(qū)海相軟土分布廣泛，從數(shù)米至數(shù)十米不等，給工程建設(shè)帶來了極大的困難，許多工程事故均為海相軟土引起，如工程中傾斜、基坑失穩(wěn)、建筑沉降異常等[1-4]。本文正是基于此，對連云港地區(qū)的海相軟土流變性質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)研究，分析了含水率、埋深等指標(biāo)對其蠕變特性的影響。

2 軟土流變試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)土樣主要取自連云港地區(qū)淤泥質(zhì)土，首先利用原狀土在室內(nèi)制樣，然后充分飽和，最后采用應(yīng)力控制式三軸儀，進(jìn)行壓縮前先將土樣固結(jié)至穩(wěn)定，試驗(yàn)條件與現(xiàn)場實(shí)際使用情況一致即在排水條件下進(jìn)行，試驗(yàn)圍壓σ3均為100 kPa，設(shè)計(jì)荷載σ1分別為12.5 kPa，25.0 kPa，37.5 kPa，50.0 kPa，62.5 kPa，75.0 kPa，試驗(yàn)原狀土樣物理力學(xué)性質(zhì)見表1。

表1 土體物理力學(xué)性質(zhì)

2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

蠕變試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，從圖1中可以看出，土體蠕變特征描述如下：1)當(dāng)應(yīng)力水平較低時(shí)，土體變形量也很小，且變形曲線很快趨于平緩，即變形量趨于穩(wěn)定，說明在此階段，由于應(yīng)力很小，土體表現(xiàn)出來的主要為瞬時(shí)變形，處于彈性階段，其蠕變變形并未明顯表現(xiàn)出來。2)在應(yīng)力水平中等情況下，土體蠕變變形表現(xiàn)為衰減穩(wěn)定型，即土體表現(xiàn)出了一定的蠕變變形，但是隨著時(shí)間的增長，蠕變變形量呈平緩型，最終同樣是趨于穩(wěn)定，在工程應(yīng)用中，此時(shí)的蠕變變形不可忽略。3)在應(yīng)力水平較高時(shí)，土體蠕變變形分為兩個(gè)部分，即非穩(wěn)定蠕變和穩(wěn)定蠕變，前期變形為加速蠕變，后期表現(xiàn)為穩(wěn)定蠕變，同圖形可以看出蠕變變形速率在后期保持恒定，為穩(wěn)定流動(dòng)階段。 4)當(dāng)應(yīng)力水平很高時(shí)，土體瞬間產(chǎn)生破壞，表現(xiàn)為破壞蠕變，土體變形速率會(huì)瞬間增大，土樣的破壞過程很快。

2.3 土體性質(zhì)對蠕變特征的影響

圖2為不同含水率及土體埋深的試驗(yàn)結(jié)果，從圖2中可以看出，隨著含水率及埋深的變化，整體曲線形態(tài)基本類似，在加載初期的應(yīng)變區(qū)別不大，當(dāng)加載歷時(shí)增加后，隨著含水率的增加，土體應(yīng)變量也呈增加趨勢，隨著土體埋深的增加，土體應(yīng)變呈減少趨勢[5,6]。

3 結(jié)語

海相軟土工程性質(zhì)差，含水率高、壓縮性大，對工程建設(shè)的影響比較負(fù)面，本文同蠕變試驗(yàn)分析了土體含水率及埋深對其蠕變特征的影響，分析了基本指標(biāo)對土體蠕變特征的影響程度，可以為類似工程提供理論參考。

[1] 楊曉紅,朱進(jìn)軍,邵 勇.軟土場地傾斜樁牽引糾偏內(nèi)力弱化技術(shù)[J].結(jié)構(gòu)工程師,2015(4):211-215.

[2] 邵 勇,朱進(jìn)軍,馬慶華.承臺—傾斜樁體系承載力性狀分析[J].長江科學(xué)院院報(bào),2015(12):98-102.

[3] 葛陽成,朱進(jìn)軍,邵 勇.軟土基坑樁錨支護(hù)失效案例及處理措施分析[J].施工技術(shù),2016(1):20-23.

[4] 劉小麗,朱進(jìn)軍,邵 勇.承臺下含傾斜樁的承載力特征分析[J].公路,2016(2):77-82.

[5] 邵 勇,閻長虹,許寶田,等.湖相軟土流變模型識別及其工程應(yīng)用分析[J].巖土力學(xué),2012(8):2383-2387，2394.

[6] 邵 勇,閻長虹,馬慶華.一種新型流變模型及其工程應(yīng)用[J].建筑科學(xué),2014(11):88-92.

The experimental analysis of soil properties to its creep characteristics influence★

Cui Qibing

(LianyungangTechnicalCollege,Lianyungang222006,China)

Through the soft soil rheological test, this paper analyzed the influence of soil properties to marine soft soil creep characteristics, the multiple sets of creep test data showed that, the soil moisture content, bulk density, depth and other indexes had certain influence to creep characteristics, the moisture content higher, the more shallow depth, the creep properties of soft soil is more obvious, showing more strain.

marine soft soil, creep characteristic, soil property, moisture rate content

1009-6825(2016)24-0049-02

2016-06-18

崔啟兵(1965- )，男，工程師

TU435

A

★：連云港市科技計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號：SH1513)；住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號：2015-K3-023)