基于快速固结的某地区第四纪黏性土高压固结试验研究

龙金暄

摘  要：文章采用压力调整方法，对第四纪黏性土进行快速高压固结处理，选取地层压缩系数、地层固结系数、土地层固结状态作为高压固结试验指标展开试验研究。试验结果表明，不同深度的土层固结系数容易受压力变化的影响，浅层土样压缩系数随着压力的变化幅度较大，地层固结压力随着深度的增加而变大。此试验结论为建筑工程地基沉降问题的解决提供了参考依据。

关键词：高压固结;压缩系数;固结系数;固结状态

中图分类号：TU442 文献标志码：A         文章编号：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

土是一種矿物质颗粒松散堆积体，是建筑工程计划方案拟定及施工管理的重要指标[1]。该项指标容易受到外界荷载影响，导致体积随之发生变化，出现压缩变形等情况[2]。当所有应力发生改变时，土体中便会有部分水排出，对建筑工程质量影响较大[3]。根据土质特性采取高压固结处理显得尤为重要，本文采用快速固结处理方法，针对不同深度下第四纪黏性土开展高压固结试验研究。

1 工程概况

某建筑工程位于衡水沉降区，总建筑面积1350m2，作为商业办公楼使用。由于建筑工程所处地区属于沉降区，所以对黏性土高压固结处理的要求较高。预期投入建设资金3600万，工期8个月。

2 试验方法

为了提高黏性土高压固结处理水平，本文在不同深度取样，分别测试不同深度下土质类型、常规指标参数、力学指标参数，将其作为黏性土高压固结处理试验研究依据。如表1所示为不同深度取样指标情况。

按照深度的不同，本次试验取了68个不同层次深度，取样深度从1m～410m，选取其中6个深度特性数据列入表1中。按照SL237土工试验规程中提及的建筑工程土质制备要求，设计黏性土高压固结试验，分别组织同深度下黏性土地层压缩系数与压力关系、固结系数与压力关系、层固结试验。

3 试验结果分析

3.1 不同深度下第四纪黏性土地层压缩系数与压力的关系

本次研究选取编号10、21、56深度的黏土作为试验材料，前两个深度土质为中等压缩性土质，后者属于低等压缩性土质。通过调整压力数值，观察这3种不同深度土质压缩系数在压力变化情况下产生的规律，结果如表2所示。

通过观察表2中的统计结果可知：从整体来看，3种深度土质压缩系数随着压力的增加先增加后减小，而后在出现小幅度增加的变化趋势。另外，浅层土样表现最为显著，压缩系数随着压力的变化幅度较大。

3.2 不同深度下第四纪黏性土地层固结系数与压力的关系

同样选取编号10、21、56深度的黏土作为试验材料，观察不同压力环境下黏性土地层固结系数变化情况，结果如表3所示。

依据表3中的统计结果可知，100kPa压力为分界点，在未达到此压力数值情况下，深度编号21和深度编号56的土层随着压力的增加，地层固结系数随之减小，前者系数偏大一些，而10土层固结系数先随之减小而增加。当压力超过100kPa以后，10号浅层土质的固结系数较其它两个土层固结系数更大一些，变化波动不是很大，整体呈现出上升趋势，而21号土层固结系数随着压力的增加先减小后增加，56号土层固结系数随着压力的增加先增加后减小。

3.3 不同深度下第四纪黏性土地层固结状态

依据黏土土质特性可知，当土体自身发生沉积以后就会发生固结变形情况，不同深度土质承受的自动压力不同，因而产生的固结状态存在较大差异，对建筑工程施工质量影响较大[4]。本研究以11个深度数据为代表，对黏性土地层固结状态进行分析，统计结果如表4所示。

依据表4中的统计结果可知，随着深度的增加，地层固结压力逐渐变大。而不同地区土质自身存在自重压力，如果当前土层覆盖的压力等于自重压力，则称之该土为正常固结土，如果前者数值更大一些，则称之为超固结土，反之，则称之为欠固结土。本文研究的衡水沉降区土质自重压力大约为3750kPa，将该数值与不同土质深度固结压力值进行对比，可以得出建筑项目黏性土高压固结处理结论。

4 结论

本文以衡水沉降区某建筑项目为例，采用快速固结处理方法，即通过调整压力大小，对第四纪黏性土高压固结处理相关系数进行试验分析，本次试验的指标包括地层压缩系数、地层固结系数、土地层固结状态。试验结果表明，浅层土样压缩系数随着压力的变化幅度较大;地层固结系数容易受压力变化的影响，当压力高于100kPa时，浅层土质的固结系数大一些;随着深度的增加，地层固结压力逐渐变大。

参考文献：

[1]苟新茗，张俊儒.原状非饱和粘性黄土强度及固结力学特性研究[J].现代隧道技术，2018，55（S2）：229-234.

[2]胡小荣，董肖龙，陈晓宇.正常固结原状饱和黏性土的本构模型研究[J].应用力学学报，2019，36（01）：36-46.

[3]张彤炜，邓永锋，张帆宇，等.黏性土次固结行为的盐分和矿物效应研究[J].工程地质学报，2018，26（05）：209-216.

[4]卢毅，宋泽卓，于军，等.基于BOFDA的砂——黏土互层垂向变形物理模型试验研究[J].高校地质学报，2019（4）：481-486.