巖土基床系數(shù)的學(xué)習(xí)

巖土基床系數(shù)的學(xué)習(xí)一、基床系數(shù)的定義：基床系數(shù)是基于原位平板載荷試驗(yàn)得到的，是公路、機(jī)場(chǎng)、地下工程和建筑地基基礎(chǔ)工程，特別是近年來(lái)在城市地鐵工程中經(jīng)常使用的一個(gè)重要參數(shù)。其定義是“彈性半空間地基上某點(diǎn)所受的法向壓力與相應(yīng)位移的比值”。又稱(chēng)溫克爾系數(shù)。它的物理意義：使土體（圍巖）產(chǎn)生單位位移所需的應(yīng)力，或者使單位面積土體產(chǎn)生的應(yīng)力分布并不相同（好像高大釗老師有一篇文章專(zhuān)門(mén)談到這個(gè)問(wèn)題）?！兜叵妈F道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范》第10.3.1的條文說(shuō)明“基床系數(shù)是地基土在外力作用下產(chǎn)生單位預(yù)算變位時(shí)所需的應(yīng)力，也稱(chēng)彈性抗力系數(shù)或地基反力系數(shù)”。、基床系數(shù)的確定方法：基床系數(shù)分垂直基床系數(shù)和水平基床系數(shù)，確定基床系數(shù)首選原位試驗(yàn)，可采用平板載荷試驗(yàn)（垂直載荷和水平載荷）、旁壓試驗(yàn)或扁鏟試驗(yàn)等到原位測(cè)試手段確定（旁壓和扁鏟僅用于估測(cè)水平基床系數(shù)亍由于受場(chǎng)地條件和土層深度的限制，原位測(cè)試在很多情況下是難以實(shí)施的。采用室內(nèi)試驗(yàn)手段確定基床系數(shù)具有較好前景，尤其是當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)難以實(shí)施時(shí)，采用室內(nèi)試驗(yàn)也是比較可行的，《地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范》第10.3.2條規(guī)定，“在室內(nèi)宜采用三軸試驗(yàn)或固結(jié)試驗(yàn)的方法測(cè)得地基土的基床系數(shù)”，并在條文說(shuō)明中給出了利用室內(nèi)試驗(yàn)確定基床系數(shù)的試驗(yàn)方法和相關(guān)公式。作為室內(nèi)測(cè)試手段之一，也可根據(jù)規(guī)范提供的彈性模量及泊松比與基床系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)換算公式，通過(guò)測(cè)定泊松比及彈性模量間接測(cè)定基床系數(shù)。對(duì)于一般工程應(yīng)用而言，更多的時(shí)候還是采用經(jīng)驗(yàn)值，一些教科書(shū)、規(guī)范及工程資料中給出了大量的參考數(shù)據(jù)（如附表），當(dāng)然這也是最省錢(qián)的方法。因此概括地說(shuō)有三種方法可以確定基床系數(shù)，即現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)值。三、幾種室內(nèi)試驗(yàn)方法的比較：a.三軸試驗(yàn)測(cè)定基床系數(shù)的方法如下：土樣經(jīng)飽和處理后，在K0狀態(tài)下進(jìn)行固結(jié)，采用三軸固結(jié)排水試驗(yàn)（CD）得到Ao3/Ao1=（0,0.1,0.2,0.3）不同應(yīng)力路徑下的Ao1?△h曲線，其初始段直線（或指定段割線）的斜率，至于規(guī)定這幾種不同的應(yīng)力路徑的意義以及最終提交參數(shù)采用何種應(yīng)力路徑下的試驗(yàn)結(jié)果則未明確規(guī)定，此處之所以采用多種應(yīng)力路

徑是為了更好地模擬場(chǎng)地的施工條件，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理取用。一般說(shuō)來(lái)，采用這種室內(nèi)試驗(yàn)手段取得的數(shù)值與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)是有可比性的。遺憾得很，我現(xiàn)在采用的全自動(dòng)三軸儀居然不能實(shí)現(xiàn)這種應(yīng)力路徑的自動(dòng)控制，前幾天跟廠家溝通，希望能做成一個(gè)專(zhuān)用的程序模塊目前還只能采用人工跟蹤方式進(jìn)行調(diào)整。b.根據(jù)固結(jié)試驗(yàn)計(jì)算基床系數(shù)的公式如下：上式中，em=(el+e2)/2，即試驗(yàn)過(guò)程中孔隙比的平均值；O2-01為應(yīng)力增量，至于如何取值，規(guī)范中沒(méi)有指明，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)需要確定取值吧。c.根據(jù)介質(zhì)土的彈性模量和泊松比按下述公式換算基床系數(shù)：上式中，A為基礎(chǔ)面積，E為彈性模量，U為泊松比。不知道這個(gè)式子是經(jīng)驗(yàn)公式還是理論推導(dǎo)，作為室內(nèi)試驗(yàn)，彈性模量和泊松比均有成熟的試驗(yàn)方法，因此可以方便地間接測(cè)得基床系數(shù)。據(jù)稱(chēng)室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)得的基床系數(shù)往往與原位測(cè)試的結(jié)果誤差很大，尤其是固結(jié)試驗(yàn)確定的基床系數(shù)與載荷試驗(yàn)測(cè)定的結(jié)果有數(shù)量級(jí)的誤差，需要更深入的分析，并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?。?xiě)到這里還是不放心，從網(wǎng)上搜到了一篇高大釗老師關(guān)于床系數(shù)測(cè)定方法的溯源、分析和建議的原文，有以下觀點(diǎn)：A、基床系數(shù)并不是土的性質(zhì)指標(biāo)，而是與試驗(yàn)承壓板尺寸和剛度密切有關(guān)的計(jì)算參數(shù)。B、不同工程用途的基床系數(shù)建議采用不同的術(shù)語(yǔ)：鑒于基床系數(shù)的術(shù)語(yǔ)使用上的不統(tǒng)一，建議加以規(guī)范化，根據(jù)基床系數(shù)的使用目的和試驗(yàn)條件，給以不同的術(shù)語(yǔ)和符號(hào)。彈性地基梁板的計(jì)算：彈性地基梁板計(jì)算所用的計(jì)算參數(shù)，建議稱(chēng)為豎向基床系數(shù)Kv。由標(biāo)準(zhǔn)承壓板試驗(yàn)得到的基床系數(shù)稱(chēng)為基準(zhǔn)基床系數(shù)KV1。樁和擋土結(jié)構(gòu)物在橫向荷載作用下的內(nèi)力與變形計(jì)算：樁和擋土結(jié)構(gòu)物內(nèi)力和變形計(jì)算所用的計(jì)算參數(shù)，建議稱(chēng)為水平向基床系數(shù)KH。路基土的壓實(shí)控制標(biāo)準(zhǔn)：路基土壓實(shí)質(zhì)量控制所用的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，建議稱(chēng)為地基系數(shù)K30。豎向基床系數(shù)的測(cè)定，建議用平板載荷試驗(yàn)的方法，承壓板形狀為方形，邊長(zhǎng)30.5cm(1ft2)。鑒于基礎(chǔ)尺寸的換算都是以寬度為標(biāo)準(zhǔn)的，因此不宜采用圓形的承壓板試驗(yàn)。水平基床系數(shù)的測(cè)定，建議采用樁的水平載荷試驗(yàn)的方法，這種方法已經(jīng)成熟，可以得到各種條件下的水平基床系數(shù)或水平基床系數(shù)的比例系數(shù)m值。鑒于用平板載荷試驗(yàn)方法測(cè)定的水平向基床系數(shù)無(wú)法反映樁的剛度對(duì)基床系數(shù)的影響，也無(wú)法反映承壓板以下土體對(duì)抗力的影響，故建議不采用平板載荷試驗(yàn)測(cè)定水平向基床系數(shù)地基系數(shù)K30的測(cè)定，建議用直徑為30cm的圓形承壓板的載荷試驗(yàn)，取與0.125cm變形相對(duì)應(yīng)的接觸壓力計(jì)算K30,并成為一種專(zhuān)門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)，不要和彈性地基梁板的計(jì)算參數(shù)相混淆。從理論上說(shuō)，三軸試驗(yàn)測(cè)定的初始模量和載荷試驗(yàn)測(cè)定的變形模量是完全一致的，但在