杭州黏土层一维压缩及蠕变特性试验研究

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1、第1期(总第177期)2015年2月中圄，菹z农CHINAMUNICIPALENCINEERINGNo．1(SerialNo．177)Feb．2015DOl：10．3969／j．issn．1004—4655_2015．01．025杭州黏土层一维压缩及蠕变特性试验研究许雷挺1，赵益1，李海沙1，胡雪明2(1．杭州市城市基础设施建设发展中心，浙江杭州310003；2．杭州市天恒投资建设管理有限公司，浙江杭州310004)摘要：软黏土的一维压缩及蠕变特性一直是国内外岩土工程领域研究的内容之一，也是解决工程问题的必要参数。针对杭州地区软黏土层，

2、取杭州紫金港浙江大学校区附近某基坑工地地层钻孔得到的原状土，对自地表向下19m埋深范围内与城市工程建设相关的土层，系统而全面地开展杭州黏土层的一维压缩及蠕变特性试验研究，分析总结压缩指数、回弹指数、渗透系数及次固结系数等基本力学特性的埋深分布。关键词：黏土；基本力学特性；压缩；蠕变；固结中图分类号：TU411文献标志码：A文章编号：1004—4655(2015)01—0080一03软黏土的压缩及蠕变特性一直是国内外岩土工程领域研究的内容之一，而且一维压缩试验测得的压缩指数、回弹指数等参数是本构模型不可或缺的参数，也是解决工程问题的必要参

3、数【1。5]，所测得的渗透系数及次固结系数是评价长期沉降不可或缺的参数陋‘8】。因此，对于建设项目大量展开的杭州地区，开展黏土层的一维压缩及蠕变特性研究，对于工程设计、施工及维护都有很重要的参考价值。为此，本文取杭州紫金港浙江大学校区附近某基坑工地地层钻孑L得到的原状土，对自地表向下19m埋深范围内与城市工程建设相关的土层，系统而全面地开展杭州黏土层的一维压缩及蠕变特性试验研究，分析总结压缩指数、回弹指数、渗透系数及次固结系数等基本力学特性的埋深分布。1杭州黏土一维固结试验1．1杭州黏土层地理概况杭州市区位于长江三角洲南翼，钱塘江下游北

4、岸，杭州湾西端，地处长江三角洲区域杭嘉湖平原的西南部，地形地貌十分复杂。第四纪以来，杭州市气候变化剧烈，海水面升降频繁，加上新构造运动的影响，使得杭州市沉积土成因类型繁多，厚度收稿日期：2014一09—29第一作者简介：许雷挺(198卜)，男，高级工程师，硕士，主要从事市政工程建设管理工作。80变化大。同时古苕溪、古钱塘江多次改道，冲刷切割，也使地层相变多而复杂。杭州地基为典型的软土地基，软土厚度达30～50m，地基土体具有含水量高、强度低、压缩性高、渗透系数低、变形稳定历时较长等特点。本文针对自地表向下20m埋深范围内与城市工程建设相

5、关的土层展开一维固结试验研究。1．2试验方法试验参照sL237—1999《土工试验规程》中的固结实验。试验仪器为杠杆加压式三联常规固结仪，土样直径为6．18cm，环刀高度为2cm。每次试验均在环刀内壁涂以硅脂减少土样与环刀之间的摩擦力。所有试验均在室内环境中进行。所有试样制好后均放置在饱和器内，然后将整个饱和器完全淹没在zK一270型真空饱和缸内抽真空饱和，以确保试样的饱和度；之后进行室内标准固结试验，加载卸载及再加载荷载顺序为12．5、25、50、100、200、400、800、400、200、100、50、25、12．5、25、50

6、、100、200、400、800及1600kPa，每级荷载持续时间为1d。2杭州黏土一维压缩及蠕变特性2．1压缩特性压缩和回弹指数可由图1的e—lo驴曲线进行确定，图1中a)和b)分别为非结构性软土(5．Om)和结构性软土(12m)土样的压缩试验结果。中国亏瞎工裆许雷挺，赵益，李海沙，等：杭州黏土层一维压缩及蠕变特性试验研究2015年第1期p，kPaa)非结构性软土h)结构性软土图1在e—Iogp线上确定土的压缩指数从图1a)曲线上可见，压缩曲线在经过先期固结压力之后接近直线，此直线的斜率即为压缩指数e，见式(1)。同样，土体由于卸载一

7、再加载所形成的滞回圈的斜率即为土体的回弹指数e。C^：——刍二垒：!鱼二垒!。logp2一logpl1n。二堕(1)A式中：P。和P：表示孔隙比；p。和p：表示分别对应孔隙比e。和e：的竖向有效应力。试验结果汇总于表1，地表的土层压缩指数较大，可能与地表的土体含水量较高有关。4m深度的土体属于淤泥质黏土，表现出较高的压缩性；随着深度的增加，5～9m范围内的土体压缩指数e变化不大，土体比较均质；14～19m的土体，由于土体的先期固结压力较大，土体较密实，Cc随深度的增加而减小，回弹指数e也有类似的趋势。12m处压缩指数较上下层大，是由于该

8、处软土存在结构性，从图lb)得到验证。表1不同深度杭州黏土一维压缩指数cc／回弹指数C。深度，m2456780．379，0．435，O．284／0．281，O．282，01289，C：C；0．0880．10