饱和度的影响在浅基础的承载力

教授p·b·潘德¹博士……Bajad²s . r . Khandeshwar博士³

助理教授(研究员),土木工程学系Y.C.C.E.印度那格浦尔,马哈拉施特拉邦
讲师,应用力学部门、政府理工Amravati,印度马哈拉施特拉邦
教授,Y.C.C.E.土木工程学系印度那格浦尔,马哈拉施特拉邦

文摘

本文研究的重点是针对理解后承载力下降的速度下沉非常依赖饱和度和各自的c -我¦参数。本研究还提出了计算承载力的方法(qu)在淹没条件下使用的实际值c -我¦参数通过考虑初始饱和度。计算值与模型验证(验证)研究通过模拟现场条件进行孤立的圆形基础停留表面c -我¦土壤。计算值很赞同值获得模型的研究。研究模型的基础是显示在饱和度大于85%的情况下,极限承载力的降低40%,在饱和度小于85%的情况下的承载力得到了降低80%相同的土壤

关键字

饱和度、极限承载力、下沉。

介绍

含水量的变化存储在地面和地球结构密切相关的一个重要方面在不同环境条件下的力学行为的部分饱和土壤。饱和度的变化会引起体积的显著变化,抗剪强度和水力特性,因此承载能力。最终可能会淹没的土壤和承载能力会降低。

承载能力是最重要的土壤性质,控制的设计基础。承载力和沉降是岩土工程领域的两个重要参数。土木工程项目,如建筑物、桥梁、水坝、道路需要详细的地下信息作为设计过程的一部分。承载力的影响等各种因素的变化程度的水位,偏心负载,负载,相对于尺寸的立足点,等等。

现场水位仍在大深度创造不饱和地基土的状态。在不饱和情况下浅基础的极限承载力分析估计使用任何可用的承载力方程。然而最终水位上升,达到基础水平和土壤被淹没。在淹没情况下土壤基础系统展品承载力降低。

浅基础承载力往往减少了在春季解冻,部分原因。本文关注的饱和度对承载力的影响是明显的内摩擦角的函数和明显的凝聚力所评估的直接剪切试验。明显的摩擦角随孔隙压力的增加而迅速减小系数和表观凝聚力增加迅速增加饱和度和孔隙系数。浅基础的极限承载力的计算通过使用公认的Terzhaghi的承载力。中使用的抗剪强度和其他参数方程对饱和度。

二世。回顾文献

减少这方面的饱和度对浅基础承载力的相对是最被忽视的方面对分析处理和实际实验。理论上这方面已经覆盖在一定程度上只有几个调查人员(萨•,s和Kameshwara拉奥(1925),Ausilio和孔蒂(2005),德西蒙和Zurlo汉森(1987)等人。1987)。实验调查和观察在这方面仍然非常有限(穆尔塔扎et Al .1995)。

埃内斯托Ausilo和恩里科•康特(2003)研究了地下水浅基础承载力的影响通过使用运动极限分析的方法。林亭汝Oloo和D.G.Fredlund(1997)提出了一个解决方案,量化承载力的降低引起的静态水位随时在任何深度的土壤。

预订和Fredlund(1980)得出的结论是,饱和度超过85%的空气渗透率有效零。

大多数rainfall-induced斜率失败是浅和发生在高饱和度(低基质吸力)。已经认识到,湿润和干燥的非饱和土的行为不同。因此,研究湿润和干燥的影响不饱和土壤的残留行为不同净正常压力下推荐。

可用的方法计算极限承载力下的浅基础下沉的土壤不同于对方。给出了一些经验系数相乘Terzaghi承载力方程的第三个任期,而计算埋土的极限承载力。没有多少实际测试数据可用浅基础的极限承载力对淹没的土壤。通过保持非饱和土力学的概念没有人考虑饱和度计算极限承载力的浅基础在不饱和条件或淹没状态。目前已开展工作在这方面知道相同的基本方面。第一次尝试在评估影响饱和度降低浅基础地基极限承载力(qu)以下地基基础系统。

三世。模型研究的基本考虑

圆形的基础放在土壤表面在两种情况下,在第一个案例中土壤非饱和条件下(美国)和第二例淹没土壤条件下土壤(子)。为了观察任何基础大小对瞿的影响在美国&子情况下3模型直径8.66的基础上,选择12.25,15厘米。因此,直径比例是1:2:3。土壤在研究中选择“C-φ土壤”。因此土壤调查中使用预计将显示凝聚力和摩擦的影响组件的曲表面的基础基础C-φ土壤。这些考虑,所使用的土壤,我花园的土壤。e C-φ土壤(主要是淤泥的混合物,细沙,粘土中粒砂粒子),但在实际实践中不同类型的土壤是可用的建筑是建立的基础。和关于水位在实际现场条件土壤含有一些水分。所以包含初始含水量的土壤被认为是进行实验室调查。进行模型研究加载框架是捏造和三个不同大小的圆形基础测试不饱和(美国)和被淹没(子)在两个不同的初始饱和的土壤条件。

以下是模型中的案例调查研究。

1。对土壤模型基础上的直径8.66厘米,12.25厘米,15厘米淹没情况下土壤的初始饱和度90%左右(Sr1)。

2。对土壤模型基础上的直径8.66厘米,12.25厘米,15厘米淹没情况下土壤的初始饱和度75%左右(Sr2)。

实验室调查计划与各种因素和方面(如前所述)。给出了这些模型的细节研究的论文章节。

详细和全面的实验室调查方案的方法,测试设置和测试程序进行评价的荷载沉降曲线和极限荷载的承载力模型的基础。

一个¯·测试土壤的性质

准备的土壤取样和分析在实验室测定其各种物理和工程性质如粒径分布、剪切强度参数即内部摩擦角(φ),凝聚力(c),体积密度(γ),干密度(γd)含水量(ω),饱和度(Sr)等。总结土壤属性给出下表没有3.1和表3.2:

四、实验工作

为了在实验室进行调查程序的不同大小的模型基础上,测试箱,饱和,装载应用程序机制等是专门开发,设计和制造,图4.1所示。土壤样品采集成细粉。然后传播此粉土薄层,允许足够的时间风干,减少吸附水分相当大的水平。这个准备土壤样本是4.75 mm筛进行筛分和渗材料的收集到麻袋包装贮存在干燥的地方处理土样进行进一步的调查。

在饱和多孔坦克被坦克坦克都保存在测试设置的中心。处理的计算量和彻底混合土壤。那么这个土壤准备与已知的饱和度和一直准备填写测试坦克在层和准备的土样压实是一层一层地彻底均匀的帮助下捣固锤调节模型的负载测试。负载应用特别设计的杠杆臂的帮助下加载装置。特别安排旨在衡量基础的沉降是放置在位置和两个千分表观察定居点提供模型基础时加载。增量荷载是直到千分表阅读不会给不断阅读。最后的千分表读数被发现之前把负载。

当测试完成度盘式指示器和其他配件和土壤样本被删除从测试箱和另一个样本填写测试箱,土壤样品被淹没的足够的时间投入水饱和度。然后模型的基础之上进行了土壤床和加载测试如上以同样的方式解释为水下情况。

实验室调查涉及12个模型测试表面圆形立足点C-Φ土壤进行了研究饱和度的影响在减少地基极限承载力。这项研究包含以下5个变量:

1。三个尺寸的模型基础之上的直径8.66厘米,12.25厘米和15厘米。

2。两个初始饱和度Sr = 90%和Sr = 75%。

诉结果的分析和讨论

一个¯·荷载特点:

荷载沉降曲线从模型试验进行了研究。模型试验的荷载沉降曲线的初始饱和度90%使用12.25直径圆形基础不饱和和淹没情况见图5.1

地基基础的极限载荷显示故障状态系统由双切线法确定每个曲线,考虑初始部分曲线的曲线和后来的陡峭的部分典型案例获得的,1,2,3,5,8 (Sr = 90%)和系列- 2 (Sr = 75%)。从这些数据很明显,在所有的情况下的荷载沉降曲线完全淹没的土壤远低于曲线与不饱和土壤的状态。这两条曲线之间的差别的程度似乎取决于土壤的初始物理状态(即美国)对饱和度和圆形的大小模型的基础。

一个¯·极限承载力的理论计算

有许多方法和理论文献中报道的浅基础极限承载力的确定(特别是不同类型的基础)。它是意识到的大部分理论进化2 d分析与条形基础。迄今为止,孤立的立足点(如矩形、正方形或圆形类型)而言,实际上它是一个三维分析。几乎没有这样的逻辑三维极限承载力计算理论分析浅或表面孤立的地位。缺席,实证的方法将承载力的形状系数方程通常推荐。这里,似乎有一个很宽的变化考虑形状系数的值。最初,Terzaghi(1943)在他的经典轴承与产能分析推荐形状因素Sc,平方,Sγ三项承载力方程为1.3,1.0和0.6分别与相应的循环的基础是什么,

后来的各种调查也指出不同的值,有时方程的形式,这种形状的因素。考虑到各种方法,以下三种方法被认为是本研究的理论极限承载力的计算圆形表面立足点不饱和条件下:

1。Terzaghi的分析(1948)

2。方法纳入安全火花型代码(这实际上是基于汉森分析》(1961)和Vesic公式)。(1973)

3所示。Michalowski的方法(1997)

在本研究极限承载力的理论计算方法的圆形表面淹没条件下的立足点。在建议的方法参数应该由UD淹没条件下样品和测试。数控和Nγ取自淹没条件下获得的价值。体积密度也需要解决。这里我们可以说所有所需的值计算的承载力应该准确地在下沉

瞿这个特性的理论计算值表明,抗剪强度参数(特别是ØC-Ø土壤的价值)应与最大精度确定的浅基础承载力计算的准确性。

可以推断,尽管只有边际变化的值Nc和Nγ通过不同的方法计算,形状因子的值Sc,宽Sγ随差异如果从三种方法获得/方法正在考虑。这显然会影响到计算的值通过不同的方法。比较或描述下沉的影响因素(FSUB)工作。

一个¯·瞿的实验值与理论值的比较:

表5.1还包含了瞿的实验值的所有12例与理论值所获得的三种不同的方法。比较实验值和理论揭示了以下特点:

•美国&子例S1和S2系列非常接近实验值和值之间的协议获得terzaghi公式。

•S2系列实验值特别是对我们情况很近从代码和色度值计算方法。

瞿瞿比率的值(突发)/ (cal)如表5.1所示。这些图形化表示Fig.5.1 5.1 (A)和(B)。观察到从这些表示有以下特点:

1)S1(90%)土壤状况我们亲密的比率为1时看到瞿Terzaghi的计算方法。几乎在这个值范围从1.01到1.06。

S1 2)(90%)子条件的亲密比为1时看到瞿Michalowski方法计算。几乎在这个值范围从0.92到1.02

3)对S2(75%)在美国土壤条件的亲密比为1时看到瞿Terzaghi的计算方法。几乎在这个值范围从1到1.01

4)亲密的S2(75%)子条件比为1时看到瞿由汉森方法计算。几乎在这个值范围从0.97到1.04。

上述结果指出,上述估计结果指出一个事实,极限承载力的估算是由不同的方法完成对现实的估计结果。换句话说的选择计算方法显然取决于不饱和或淹没的土壤和土壤的初始物理状态(w.r.t.初始饱和度)时在不饱和的情况。

5.4土壤下沉对极限承载力的影响:

特征的评价提出了以下的比率,称为土下沉因素,FSUB

从试验研究这个因素是评价只考虑瞿瞿的实验值(子)和(美国). .也比(即FSUB)计算w.r。什么值按安全火花型代码程序和Michalowski的方法。因此理论价值因素的方法解决。所有这些值的因素在所有情况下的实验如表5.6所示。以下的观察结果明显的列表值:

一个¯·是见过的特殊情况下的土壤基础系统规模基础率几乎没有影响,

一个¯·FSUB的值(如制定考虑各种模型的基础尺寸)表5.1中给出。看到,FSUB的实验值与理论值比较吻合/安全火花型代码S1的土壤,而土壤S2(在不同的初始饱和度条件)观察FSUB和理论之间存在着密切的协议FSUB按Michalowski的方法。

一个¯·下沉对极限承载力的影响(qu)是观察到取决于土壤的初始状态w.r.t.其含水量或专门的饱和程度。

一个¯·调查土壤是用两种不同饱和度即老= 90% &老从表5.1 = 75%的全部下沉很明显,土壤承载力降低了40%和80%的初始饱和度分别为90%和75%。

一般来说,较低的初始饱和度更高的是下沉的瞿比例减少,而较高的初始饱和度较小的原因%降低极限承载力的全部淹没。

上述特征可以解释的基础上所扮演的角色罚款。当土壤饱和度高,特别是当含水量超过OMC,很软的淤泥土壤中粘土矩阵使土壤变得柔软和柔软,造成其极限承载力越来越少。瞿,因此当这样的(美国)值小,减少下沉将较小的值。

六。结论

分析和解释的结果显示以下值得注意的结论:

1。的荷载沉降曲线完全淹没情况下远低于曲线为不饱和状态,指示削弱土壤支持由于WT。因此,水下地基土的极限承载力,瞿(子),减少了。然而,这种降低承载力取决于:

一个¯·土壤的初始饱和度或其饱和度Sr,不饱和的情况下。

2。淹水土壤有对极限承载力的影响提出了台阶式基础下沉的特点是土壤因子FSUB表示为:

3所示。土-基础系统的c-φ土壤表面循环的基础,其他参数保持不变,基金会的大小(即直径的基础)

4所示。模型研究的基础上发现的S1 = 90%,极限承载力的降低为39%。此外相同土壤初始饱和度有关老时75%的承载力得到了降低80%如表所示没有6.1 . .

5。瞿计算的价值对我们或子条件是至关重要的精确确定各自的c -φ值参数,用于修饰或说明土壤的初始饱和度对我们或子条件。特别是发现φ值明显不同土壤对不同初始饱和度状态瞿瞿控制(美国)和(子)。承载力的因素和形状因素需要各自的φ值决定。

6。两条曲线之间的差异程度(我们和子)似乎取决于土壤的初始物理状态(即美国)对饱和度和圆形的大小模型的基础。

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