高速公路软土地基室内试验分析

高速公路软土地基室内试验分析

李丽波

云南云交路桥建设有限公司云南昆明650501

摘要：通过现场超载预压处理软基施工所具有的分级加载、卸载等方面的问题，来给高速公路当中的地基进行取样，并在试验期间要进行单调加载、卸载以及再加载，这样就能够获取各级荷载下土体模量和固结系数。而通过研究能够了解到：加载过程中和再加载的过程中Es-p之间的关系和线性变化颇为相似，在卸载过程中的回弹模型会根据压力的变化而形成二次曲线变化规律。另外，在进行加载的过程中，所有的式样会在100kpa的固结系数中存在不同，如果大于前期屈服压力，固结系数就会由于应力的增多而降低。在卸载和再卸载的过程中，土的固结系数会因为应力的增多而增多，而在达到较高程度后就会回到稳定的状态。

关键词：固结系数；室内试验；软土路基

软土路基当中建设高等级公路，很有可能造成沉降过大，这样就会导致桥头跳车以及路面遭到损坏的情况。现在相关工作人员在给软土路基进行沉降运算期间，都没有重视超载量所造成地的影响，这因此降低了运算的正确率。我们主要是根据现场超载预压处理软基施工所具有的分级加载、卸载等方面的问题，来给高速公路当中的地基进行取样，并在试验期间要进行单调加载、卸载以及再加载，这样一来就能够获取各级载荷下土体模量和固结系数。另外还要研究加、卸载各种受荷载状况下土体变形加固特征和具有的差别，这样就能够给各种压力的沉降量采取运算。

1土体模量计算

1.1运算方式

对土体模量采取分段运算。在达到相应的压力后，各种压力中的土体压实度就会不一样，而对应的土体模量也会具有不一样的地方。说的详细点，就是把e-p关系转换为ES-p关系，e主要体现的是土体密实度，而Es体现的是在相对的密实度中，土体在受力情况下降低竖向变形的程度。运算土体模量通常运用的是常规的方式。

运算压力的范围内的压缩系数av；

αｖ＝ｅｉ－ｅｉ＋１/ｐｉ＋１－ｐi.

在这个式子当中，Pt代表的是i级加卸载荷后，土上覆总压力值，KPa；而PI代表的是相应的式样孔隙比。

运算压力范围中的压缩模量Et：

Ｅｓ＝１＋ｅ０/ａｖ

在这个式子当中，ｅ０代表的是土样初始孔隙比；ａｖ代表的是压缩系数，而且根据Ｅｓ＝１＋ｅ０/ａｖ，还能够得到：

Ｅｓ＝１＋ｅｉ/ａv

1.2土体模型和荷载关系

通过上面所介绍的方式，来依次运算加载、卸载和再加载的各种载荷所相对的土体模量中荷载的变化。加载、卸载和再加载分别用Es、ES，、Ese来代表，运算结果为：

在卸载的过程中，土体模量会由于压力的降低而降低，而降低的速度要比加载快，原因在于各级载荷当中的土体固结非常稳固，而且会随着压力的增加而让土体越来越密实。由于压力的加大，饱和土体里的含水量就会降低，土体颗粒受到的粘聚力会随之加大，这样一来颗粒之间就会增强抵御疏松程度。另外，要是粒构成的试验土样抵御抗回弹力变形的效果越好，那么土样的卸荷回弹的模量就会越强。

二、土体固结系数的运算

2.1d-t的关系曲线

土体固结系数能够展现出土体固结特性的参数。在试验期间，获得了d-t的关系曲线为：

2.2运算方式

根据时间平方根法来给各土样的时间变形曲线采取处理，可以采用公式获得每个土样的常规荷载所相对的固结系数。公式为：

Ｃｖ＝0.848ｈ２/t90

在这个式子里，h代表的是最大排水距离，相当于其中的一级压力下试样初始和终了高度的平均之半，cm；t90是形成固结度所要花费的时间。

固结系数-荷载-取样深度之间的关系（×10-3cm2/s）为：

取样深度（m）如果为7.0-7.5的话，加载阶段（Cｖ／KPa）就为0.63、卸载阶段就为0.56，再加载阶段（Cｖ／KPa）就为1.12；取样深度（m）如果为3.0-3.2的话，加载阶段（Cｖ／KPa）就为0.33、卸载阶段就为0.30，再加载阶段（Cｖ／KPa）就为0.75；取样深度（m）如果为4.0-4.2的话，加载阶段（Cｖ／KPa）就为2.13、卸载阶段就为3.22，再加载阶段（Cｖ／KPa）就为3.77；取样深度（m）如果为4.0-4.5的话，加载阶段（Cｖ／KPa）就为2.13、卸载阶段就为3.22，再加载阶段（Cｖ／KPa）就为3.77；取样深度（m）如果为7.5-7.7的话，加载阶段（Cｖ／KPa）就为3.03、卸载阶段就为3.23，再加载阶段（Cｖ／KPa）就为3.24。

2.3固结系数-载荷-取样深度关系

（1）在进行加载的过程中，每个试样在固结系数当中，一部分会由于压力的变化而增大。而另外一部分会降低。在正常的固结状态应力小的状况下，土的固结系数会由于压力的加大而加大，有时候也会由于压力的加大而降低。如果大于压力范围的话，那么固结系数会由于应力的加大而降低。

（2）在进行卸载的过程中，土样会形成回弹变形，此过程是负的孔隙水应力往土的有效应力进行转变，和加载正好相反，因此也被叫做回弹固结，通过研究了解到，所获得的常规压力下的回弹固结系数，在进行卸载的过程中，会因为土的固结系数的应力的加大而加大。

（3）再加载的过程中，土体也会出现压缩固结变形。通过对超固结土的分析，再加载期间的土样就属于超固结状态土。在此状态当中，土的固结系数会因为应力的加大而加大，在达到相应程度后就会回到稳定的状态。

在正常压力下进行卸载，对再加载相应的固结系数和加载时固结系数比值采取运算，而通过运算结果能够了解到，卸载和再加载期间的土体在正常的压力下固体系数和加载期间所相对的比值为0-10，其能够展现出土体在卸载和再卸载期间，和加载期间所存在的不一样的固结性质。

2结束语

通过以上的内容我们能够了解到，（1）加载、卸载和再加载期间，土体模量和压力关系会展现出不一样的变化规律。加载期间和再加载期间Es-p的关系和线性变化比较相似，卸载期间的回弹模量会因为压力的变化而展现出曲线变化规律。（2）在进行加载期间，各试样在固结系数当中会因为压力的变化而不同，如果高于相应的压力，那么固结系数会因为应力的加大而降低。在进行卸载和再卸载期间，土的固结系数会因为应力的增长而增长，在达到相应程度后就会回到稳定的状态。

参考文献

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