盐渍土浸水载荷试验基准梁环境误差分析与试验研究_耿鹤良.pdf
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1、江西建材试验与研究462023年1 月作者简介:耿鹤良(1985-),男,河北辛集人,硕士,高级工程师,主要研究方向为岩土工程。盐渍土浸水载荷试验基准梁环境误差分析与试验研究耿鹤良安徽省金田建筑设计咨询有限责任公司,安徽 合肥 231602摘 要:文中分析了盐渍土浸水载荷试验过程中温度、基准梁设置方式、浸水对基准梁的影响,初步研究了影响基准梁变形的环境误差影响机理,通过现场试验,研究了温度应力对基准梁变形的影响程度,提出了减少误差的方法。关键词:盐渍土;浸水载荷试验;基准梁;温度;误差中图分类号:TU192 文献标志码:B文章编号:1006-2890(2023)01-0046-03Enviro
2、nmental Error Analysis and Experimental Study of Reference Beam in Saline Soil Immersion Load TestGeng HeliangAnhui Jintian Architectural Design Consulting Co.Ltd.,Hefei,Anhui 231602Abstract:By analyzing the influence of temperature,setting method of reference beam and water immersion on reference b
3、eam in the process of saline soil immersion load test,the influence mechanism of environmental error on the deformation of reference beam was preliminarily studied.The influence degree of temperature stress on the deformation of reference beam was studied through field test.Finally,the method to red
4、uce the error was put forward.Key words:Saline soil;Immersion load test;Reference beam;Temperature;Error1 概述盐渍土具有溶陷性、盐胀性和腐蚀性。盐渍土具有何种工程危害性,取决于盐渍土的种类1。某一地区盐渍土的种类与其成因具有直接关系,在该成因作用下,盐渍土具有一定的分布特征。因此,研究该地区盐渍土的成因与分布对于确定盐渍土的种类,判断盐渍土的工程危害性具有重要作用。研究表明,盐渍土中盐分来源主要有三个方面。(1)岩石的广义风化:如火山爆发,直接喷出盐酸与岩石作用,产生新的氯盐;(2)工业和
5、生活废水:工业废水中常含大量硫酸盐、镁盐等;(3)海水,海水中含有较多的氯化钠等离子。盐渍土的形成一般都与水相关,根据自然界中水的存在状态,盐渍土的成因一般可分为四个方面:(1)地表径流。含盐的地表径流在流动过程中,蒸发析盐形成盐渍土。(2)地下水。含盐的地下水随毛细水上升,水分蒸发,析出盐分形成盐渍土。(3)海水。滨海地区受到海潮侵袭,海水蒸发后形成盐渍土。(4)盐湖与沼泽。在新构造运动和气候的变化下,内陆盐湖或沼泽退化干涸,形成盐渍土。上述四种盐渍土的成因,均与水的运移相关,均为蒸发析盐。因此,盐渍土一般分布在蒸发强烈、降水量低的干旱地区。盐渍土的分布包括水平分布和沿土层深度方向的竖向分布
6、:(1)水平分布规律。水平分布主要取决于地形、地貌。从山前洪、冲积倾斜平原区山前洪、冲积平原区湖泊平原区,土中盐分按溶解度分类依次为:难溶盐中溶盐易溶盐。(2)竖向分布规律。竖向分布主要取决于向下的渗流和向上的毛细作用这两方面的原因。若土中水以向下的渗流为主导,土中盐分分布按溶解度分,从上到下为难溶盐中溶盐易溶盐;若以向上的毛细作用为主导,从上到下为易溶盐中溶盐难溶盐。在盐渍土地区进行工程建设,浸水载荷试验是评价和确定盐渍土地基变形和承载力最有效和最直接的方式。盐渍土地区浸水载荷试验基准梁的设置与普通平板载荷试验有共同点,又有其特殊性。试验坑浸水对基准梁两端的稳定性提出了较高要求,大部分盐渍土
7、地区地处亚热带、热带的沙漠性气候,昼夜温差极大,温差变化会使基准梁产生更大的温度应力应变,从而可能对试验数据造成不可忽略的影响。2 环境误差因素根据 JGJ 106-2014 建筑基桩检测技术规范 第4.2.4 条第4 款规定,“基准梁应具有一定的刚度,梁的一端应固定在基准桩上,另一端应简支于基准桩上”,相应的条文说明“基准梁应一端固定,一端简支,这是为了减少温度变化引起的基准梁挠度变形”,同时说明“基准梁不宜过长,并应采取有效遮挡措施,以减少温度变化和刮风下雨的影响,尤其在昼夜温差较大且白天有阳光照射时更应注意”。因此,一般情况下,环境因素主要可以概括为两方面2,一是基准梁两端设置,二是天气
8、。但由于“刮风下雨”具有较大随机性和不可预见性,故天气因素方面,本文只考虑温度影响。3 基准梁两端设置基准梁两端设置有两方面的含义,一是基准桩的设置,二是基准梁与基准桩的连接设置。江西建材试验与研究472023年1 月3.1 基准桩设置在盐渍土地区的浸水载荷试验中,基准桩的设置3一般采用在地面上直接铺设枕木或垫片,然后再在其上设置基准梁。对于一般有较硬盐壳地区的载荷试验,浸水对基准桩的影响不大。但对部分较松散的盐渍土而言,浸水会引起坑边土体扰动,产生一定变形。鉴于基准梁的长度限制,基准桩不可能距离浸水坑太远。根据 GB/T 50942-2014盐渍土地区建筑技术规范 规定,“试坑宽度不宜小于承
9、压板宽度或直径的3倍。承压板的面积,可采用0.5m2;对浸水后软弱的地基,不应小于1.0m2。”假设载荷板和试坑均采用圆形,浸水载荷试验载荷板面积是 S,浸水试坑尺寸为载荷板的 n倍,则试坑直径为,采用长度为 L的基准梁,则基准桩设置点到坑边的距离可由式1 表示。(1)式中,-基准桩设置点到坑边的距离(m),L-基准梁的长度(m),n-浸水试坑尺寸对载荷板的倍数,S-载荷板面积(m2)。显然,越大,受浸水扰动就越小。在基准梁长度一定的情况下,只能尽可能减少 n和 S。3.2 连接设置基准梁与基准桩的连接方式可以简化为结构力学中的支座形式,一般分为固支、简支、滑支4。从静力稳定角度出发,基准梁最
10、低要采用静定结构,但实际上,静定结构或超静定结构在温度应力作用下,相较于自由结构,会产生更大的温度应力5-6。部分操作人员往往直接将基准梁放置在基准桩上,导致出现类似于两端滑支的不稳定结构;还有一部分操作人员将基准梁两端都用重物压定,导致出现了超静定结构。规范中规定的“一端固支,一端简支”属于超静定结构,本文仅对该情况进行温度变形分析。4 温度影响4.1 理论分析基准梁一般采用工字钢或槽钢。基准梁随温度的机理可归结为“热胀冷缩”,即:组成钢材的粒子(原子)运动会随温度改变,当温度上升时,粒子的振动幅度加大,使物体膨胀;但当温度下降时,粒子的振动幅度便会减少,使物体收缩。由于钢材的主要成分是铁,
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