饱和粘性土抗剪强度的试验分析

■李芳

（广东核力工程勘察院 广东广州510800）

饱和粘性土抗剪强度的试验分析

■李芳

（广东核力工程勘察院 广东广州510800）

在当前阶段，岩土工程已经得到了很大的发展和突破，其中对土体的结构及性能进行研究的工作在岩土工程中的意义非常重大，它往往就决定着整个工程的效果。其中对饱和粘性土的抗剪强度进行试验和探讨，并为今后的岩土工程提供参考也是相关的工作者要研究的问题。本文主要以饱和粘性土为研究对象，通过设置试验来对其抗剪强度进行试验，期望能为实际工程提供科学的指导。

饱和粘性土抗剪强度分析

近些年来，随着经济的迅速发展，岩土工程也越来越多的被用到建筑领域，尤其是一些建筑的基础开挖和处理的工程中，对地基土层的结构和各种性能进行测试是基坑开挖前的关键工作，其中，很多建筑区域的土体都是饱和粘性土，因此，对饱和粘性土的抗剪强度进行科学合理的分析也就至关重要。鉴于之前在建筑领域出现了多起在软地基上进行基坑开挖导致坍塌的事故，这也就警示技术人员要意识到对饱和粘性土的性能有一个非常详细的认识。本文通过探讨饱和粘性土的抗剪强度试验，提出一些常见的试验方法，为今后的试验和实际工作提供有力的指导。

1　合理选择测试抗剪强度的方法及其指标

在建筑场地的土层中常常会遇到饱和粘性土，这就需要我们对其的结构和抗剪强度等性能有一个全面的了解，这就需要对其进行抽样调查，通常是将取出的饱和粘性土在社内进行相关的试验检测。而根据以往的试验结果，采取不同的方法对饱和的粘性土的抗剪强度进行测试，其结果会存在一定程度的差异，因此，根据实际情况，正确选择出测试饱和粘性土的抗剪强度的方法才是关键。

1.1土层的初始状态和抗剪强度指标

在施工场地基础的堆积土体和填土中，因为它们在结构性质，地下水的情况有所差异，所以它们的初始应力分布情况对工程的质量有着很大的影响。一些土体的变形程度不太一样，因此，它们的抗剪强度会存在差异。在采取试验来测试饱和粘性土的抗剪强度时必须抽取那些没有进行翻动的土体当作样本，这样就可以满足土工试验的相关要求，在室内进行试验之前，需要对土体的初始状态的各个参数进行详细记录，这些参数就有静止时的侧压力参数、初始固结的压力等，然后对场地的地下水情况进行勘察，结合已经得到的数据进行土体的初始应力状态的分析同时也要做好将土体的应力情况和固结情况调整为没有经过任何处理时的状态，还要按照实际工程的具体要求来选择试验中需要运用的固结排水的方法，以此来得出抗剪强度。

1.2剪切试验的工程模拟

经过前人的大量试验已经论证了要想准确测定抗剪强度的相关指标，就必须要保证在基础的最大荷载、支护结构周围的作用力的准确计算，前人也因此找到了很多测试抗剪强度的有效方法。这就使得饱和粘性土的抗剪强度的测定就更加方便和准确，然后他们的方法都有一定的限制条件，而且都没有考虑到施工阶段的差异会影响土体应力情况的改变。饱和粘性土在没有被处理时内部的应力也会有所差异，在进行施工时由于饱和粘性土的水分不能及时排除，因此不能在短时间内固结完全，因此，在试验中就需要模拟在各种不同的承载情况下采用不固结和不排水的方法来测定饱和粘性土的抗剪强度。如果选择剪切试验进行测试，就需要在土体没有形成稳定自重的情况下提前做好固结处理，接着就进行迅速剪切；如果采用三轴剪切试验来测试，就需要在提前做好固结处理后，接着对土体进行逐级加载，然后实施在不固结和不剪切的情况下对土体进行剪切作用。

2　实际的工程应用

上述探讨的重点都是针对基础土体进行抗剪强度试验测定和模拟实际中的岩土工程。在实际施工中就要综合各方面来考虑建筑物的基础可能会遇到的危险事故的控制。

2.1在预估基础的最大荷载中运用的抗剪强度指标

在考虑到房屋基础的承载极限时，应该充分认识到基层土体的固结情况、应力分布都会对其产生影响。应该根据不同的实际情况来合理选择抗剪强度的指标。要是建筑基础存在的极限荷载比土体的早期固结产生的压力还要小，则可以运用不超过这个压力的抗剪强度指标；反之就要考虑运用比这个压力还要大的抗剪强度指标。饱和粘性土的基础不能在短时间内有效排水，因此，要依照不固结和不排水的抗剪强度指标对其荷载极限进行计算。

2.2设计基坑运用到的抗剪强度指标

由于开挖基坑的过程是减少土体荷载的过程，因此，运用的抗剪强度指标为减少荷载范围内的指标。对于那些饱和粘性土的抗剪强度指标选择，也应该依据采用不固结和不排水的方法产生的抗剪强度指标。

3　饱和粘性土的抗剪强度试验方法的改进

鉴于很多前辈在饱和粘性土的抗剪强度试验方法上都有了很大的进展和突破，但是由于技术条件和理论知识的缺乏，就导致了在试验过程中存在很多技术性和操作性的漏洞，这些漏洞给饱和粘性土的抗剪强度带来了误差，在岩土工程中的实施效果不能满足要求，这就迫切需要对现有的抗剪强度方法进行完善和改进。经过大量试验好总结，最后得出了一下几张解决方法；

3.1在建筑场地进行取样时要选择那些没有经过翻动的土体，然后实施抗剪强度试验，之前还要通过查表和试验等手段来获取土体的一些初始状态的参数，同时也要保持土体的初始应力分布情况，再实施固结处理；

3.2在实施饱和粘性土的剪切试验过程中，始终要根据实际设计的要求来进行。在处理设计基坑的情况下来确定试验所需的作用力应该首先进行不固结和不排水试验处理，要是建筑基础存在的极限荷载比土体的早期固结产生的压力还要小，则可以运用不超过这个压力的抗剪强度指标；反之就要考虑运用比这个压力还要大的抗剪强度指标。

3.3在试验之后，对收集到的数据进行处理时，要按照各个受力的作用段来集中统计，也就是比早期固结的压力低。

随着岩土工程进一步发展，在地基处理中对饱和粘性土进行抗剪强度的检验对于保证施工的质量和安全有着决定性的作用。本文通过探讨了饱和粘性土的抗剪强度试验，提出一些常见的试验方法，为今后的试验和实际工作提供有力的指导。

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1000-405X（2016）-2-389-1