1. 土的壓縮性指標有哪些
兩個,壓縮系數 a 值與土所受的荷載大小有關。工程中一般採用 100 ~ 200 kPa 壓力區間內對應的壓縮系數 a 1-2 來評價土的壓縮性。即:
a 1-2 <0.1/ MPa 屬低壓縮性土;
0.1 /MPa ≤ a 1-2 <0.5/ MPa 屬中壓縮性土;
a 1-2 ≥ 0.5/ MPa 屬高壓縮性土。
壓縮模量是另一種表示土的壓縮模量的指標,Es越小,土的壓縮性越高。
Es<4MPa 高壓縮性土。
流體在密閉狀態下,隨著壓強的增加體積減少而密度增加的性質。液體的壓縮性很小,可忽略不計,即隨壓強變化,體積幾乎是不變的。而氣體則相反,因此氣體視為可壓縮的。在建築工程中,壓縮性是指岩土體受荷載作用時體積縮小的性狀。
對於飽和的無粘性土,由於透水性大,故在壓力作用下土中水很快被排出,其壓縮過程能很快完成;而飽和粘性土,則由於透水性較小,土中水的排出只能緩慢進行,故要達到壓縮穩定需要相當長的時間。
土顆粒發生相對移動的情況也是有的,但較排水固結來講,相對量較小。土的壓縮性高低以及壓縮變形隨時間的變化規律,可通過壓縮試驗或現場荷載試驗確定。在工程上, 用壓縮系數評定土的壓縮性。
黃土狀土因為有比較多的孔隙,為壓縮提供了空間。壓縮性與孔隙比有很好的相關性,即孔隙比大,壓縮性高;土的顆粒成分對壓縮性有一定的影響。
譬如顆粒的組合結構狀態、各粒組的含量等,其中的黏粒含量成分佔的比例雖較小,但由其與水作用的特殊性,使其對黃土狀土的壓縮性的影響非常大。
2. 土質飽和,流塑,高壓縮性說明什麼意思
土質飽和:說明土壤的,含水量很大
高壓縮性:說明土壤的孔隙比高
流塑:證明土壤為細粒土(粘土)
總之這是軟弱地基層
3. 土的壓縮系數越大,表明在同一壓力變化范圍內土的孔隙比越大,土的壓縮性越小
錯誤。土地壓縮系數越大,表明在同一壓強變化范圍內土地孔隙比越大,土的壓縮性越大。壓縮系數表示單位壓力增量作用下土的孔隙比的減小量,因此壓縮系數越大,土的壓縮性就越大,但土的壓縮系數不是常數,而是隨割線位置的變化而不同。
4. 如何判斷中、低、高壓縮性土
壓縮系數 a 值與土所受的荷載大小有關。工程中一般採用 100 ~ 200 kPa 壓力區間內對應的壓縮系數 a 1-2 來評價土的壓縮性。即:
a 1-2 <0.1/ MPa 屬低壓縮性土;
0.1 /MPa ≤ a 1-2 <0.5/ MPa 屬中壓縮性土;
a 1-2 ≥ 0.5/ MPa 屬高壓縮性土。
壓縮模量是另一種表示土的壓縮模量的指標,Es越小,土的壓縮性越高。
Es<4MPa 高壓縮性土。
(4)高孔隙比高壓縮性土擴展閱讀
一、土的壓縮性特點:
(1) 土的壓縮性主要是由於孔隙體積減少而引起的;
(2) 由於孔隙水的排出而引起的壓縮對於飽和粘土來說需要時間,將土的壓縮隨時間增長的過程稱為土的固結。
二、地基承載力特徵值
指由載荷試驗測定的地基土壓力變形曲線線性變形內規定的變形所對應的壓力值,其最大值為比例界限值。
也可以這么說:建築地基所允許的基礎最大壓力,基礎給地基施加的壓力如果大於該值,可能會發生過大變形。
5. 淤泥軟土土工參數統計特徵研究
根據勘察報告資料[171][175][176],本書通過對溫州淺灘研究區域內29個勘探鑽孔共312個原狀淤泥土樣的土工試驗結果進行整理分析,統計其各項物理力學性質指標的特徵,得到各土工參數的統計特徵見表3.2。
表3.2 溫州淺灘淤泥物理力學參數統計特徵匯總表
*相當於壓應力從 100kPa變化到 200kPa時對應的指標值;關於固結系數的討論詳見第四章。
表中溫州淺灘淤泥軟土的主要物理力學性質指標的取值范圍、均值、方差、標准差、點變異系數、偏度、峰度、置信區間等統計特徵一目瞭然,還可以根據其偏度、峰度值判斷各項指標的分布形態,是否符合正態分布,以及與正態分布的差異等。最後,給出了各項土性參數的設計標准值。
通過對表3.2中數據的綜合分析可以發現,溫州淺灘淤泥的物理性質指標的點變異性比其力學性質指標的點變異性要小,一般其物理性質參數的點變異系數δ<0.1,屬於變異性很小;而其力學性質參數的點變異系數0.1<δ<0.3,屬於變異性小 中等,但總體而言,研究區域內淤泥軟土的各項指標值均具有較好的穩定性。此外,溫州淺灘淤泥的物理性質指標一般不服從正態分布,而其力學性質指標基本符合正態分布的規律。
綜上所述,溫州淺灘淤泥軟土的主要工程特性可以概括為「四高二低」,即天然含水率高、孔隙比高、壓縮性高、靈敏度高、滲透性低、抗剪強度低,歸納概括如下:
(1)天然含水率高
溫州淺灘淤泥的天然含水率w均大於50.0%,且均大於其液限值wL(w>wL),w超過wL為2%~2 0%,大部分土樣的天然含水率超過其液限值 10%左右。淤泥液性指數IL在0.86~2.07之間,屬於軟塑 流塑狀態。且淤泥飽和度高,Sr基本在93%~101%之間,大部分土樣的飽和度大於95%,基本屬於飽和黏土。
(2)孔隙比大、壓縮性高
溫州淺灘淤泥的初始孔隙比e在1.370~2.190之間,其值均大於1,且當壓應力從100kPa增加到200kPa的過程中,淤泥的平均壓縮系數a為1.41MPa-1,平均壓縮模量Es為1.90MPa,平均壓縮指數Cc為0.543,屬於高壓縮性土。
(3)滲透性差
溫州淺灘淤泥的豎直向滲透系數Kv平均值為3.9×10-7cm/s,水平向滲透系數Kh平均值為4.2×10-7cm/s,較豎直向滲透系數大(kh>kv),滲透系數小,滲透性差。土體受壓後,其滲流固結過程將十分緩慢。
(4)抗剪強度低
由不同抗剪強度試驗方法得到的土樣抗剪強度指標來看,淤泥黏聚力(cq,ccq,cuu)及內摩擦角(φq,φcq,φuu)均較小,這是影響地基承載力和路堤抗滑穩定的關鍵參數。溫州淺灘淤泥的抗剪強度指標小,則天然地基承載力低,易產生滑動失穩、塌陷等破壞。
(5)靈敏度較高
溫州淺灘淤泥的靈敏度St為2.02~3.68,平均為2.84,屬於中等靈敏土。淤泥軟土靈敏度高,說明其結構性強,受到擾動後,其結構強度將大大降低。
6. 下列關於土的物理力學性質,說法正確的是( )。
【答案】D
【答案解析】教材P12~13。A答案,孔隙比越大,土的壓縮性越高,一般情況下,孔隙比大於1認為是高壓縮性土,而不是0.8,小於0.6是密實的低壓縮性土;B答案,塑性指數越大,可塑性越強;C答案,液性指數越大,土質越軟。
7. 軟土的特徵是什麼
軟土【soft soil】是淤泥(muck)和淤泥質土(mucky soil)的總稱。主要是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質所組成的土。軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙 比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。具有天然含水量高、天 然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、 靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物 理力學性質相差較大等特點。
一、概述[1] 軟土主要是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質所組成的土。對淤泥的解釋是,在靜水或緩慢的流水環境中沉積並含有機質的細粒土,其天然含水量大於液限,天然孔隙比大於1.5;當天然孔隙比小於1.5而大於1.0時稱為淤泥質土。對於泥碳的解釋是,喜水植物遺體在缺氧條件下,經緩慢分解而形成的泥沼覆蓋層。其特點是持水性大,密度較小。 二、軟土的組成和狀態特徵[1] 軟土泛指淤泥及淤泥質土,是第四紀後期於沿海地區的濱海相、瀉湖相、三角洲相和溺谷相,內陸平原或山區的湖相和沖擊洪積沼澤相等靜水或非常緩慢的流水環境中沉積,並經生物化學作用形成的飽和軟粘性土。軟土的組成和狀態特徵是由其生成環境決定的。由於它形成於上述水流不通暢、飽和缺氧的靜水盆地,這類土主要由粘粒和粉粒等細小顆粒組成。淤泥的粘粒含量較高,一般達30%~60%。粘粒的粘土礦物成分以水雲母和蒙德石為主,含大量的有機質。有機質含量一般達 5%~15%,最大達17%~25%。這些粘土礦物和有機質顆粒表面帶有大量負電荷,與水分子作用非常強烈,因而在其顆粒外圍形成很厚的結合水膜,且在沉積過程中由於粒間靜電荷引力和分子引力作用,形成絮狀和蜂窩狀結構。所以,軟土含大量的結合水,並由於存在一定強度的粒間連結而具有顯著的結構性。 由於軟土的生成環境及粒度、礦物組成和結構特徵,結構性顯著且處於形成初期,呈飽和狀態,這都使軟土在其自重作用下難於壓密,而且來不及壓密。因此,不僅使之必然具有高孔隙性和高含水量,而且使淤泥一般呈欠壓密狀態,以致其孔隙比和天然含水量隨埋藏深度很小變化,因而土質特別松軟。淤泥質土一般則呈稍欠壓密或正常壓密狀態,其強度有所增大。 淤泥和淤泥質土一般呈軟塑狀態,但當其結構一經擾動破壞,就會使其強度劇烈降低甚至呈流動狀態。因此,淤泥和淤泥質土的稠度實際上通常處於潛流狀態。 三、軟土的物理力學特性[1] 1、高含水量和高孔隙性 軟土的天然含水量一般為50%~70%,最大甚至超過200%。液限一般為40%~60%,天然含水量隨液限的增大成正比增加。天然孔隙比在1~2之間,最大達3~4。其飽和度一般大於95%,因而天然含水量與其天然孔隙比呈直線變化關系。軟土的如此高含水量和高孔隙性特徵是決定其壓縮性和抗剪強度的重要因素。 2、滲透性弱 軟土的滲透系數一般在i×10-4~i×10-8cm/s之間,而大部分濱海相和三角洲相軟土地區,由於該土層中夾有數量不等的薄層或極薄層粉、細砂、粉土等,故在水平方向的滲透性較垂直方向要大得多。 由於該類土滲透系數小、含水量大且飽和狀態,這不但延緩其土體的固結過程,而且在加荷初期,常易出現較高的孔隙水壓力,對地基強度有顯著影響。 3、壓縮性高 軟土均屬高壓縮性土,其壓縮系數a0.1~0.2一般為0.7~1.5MPa-1,最大達4.5MPa-1(例如渤海海淤),它隨著土的液限和天然含水量的增大而增高。由於土質本身的因素而言,該類土的建築荷載作用下的變形有如下特徵: (1)變形大而不均勻 (2)變形穩定歷時長 4、抗剪強度低 軟土的抗剪強度小且與加荷速度及排水固結條件密切相關,不排水三軸快剪所得抗剪強度值很小,且與其側壓力大小無關。排水條件下的抗剪強度隨固結程度的增加而增大。 5、較顯著的觸變性和蠕變形。 四、軟土的鑒別 1、建設部標准《軟土地區工程地質勘查規范》(JGJ83-91)規定凡符合以下三項特徵即為軟土: (1)外觀以灰色為主的細粒土; (2)天然含水量大於或等於液限; (3)天然孔隙比大於或等於1.01。 2、交通部標准《公路軟土地基路堤設計與施工技術規范》(JTJ017-96)中規定軟土鑒別見表1 1)天然含水量的測定 天然含水量是土的基本物理性指標之一,它反映的土的狀態,含水量的變化將使得土的稠度、飽和程度、結構強度隨之而變化,其測定可採用公路土工試驗規程規定試驗方法測定,並將試驗數據與35%、液限進行比較。 (2)天然孔隙比 孔隙比,是土中孔隙體積與土粒體積之比,天然狀態下土的孔隙比稱之為天然孔隙比,是一個重要的物理性指標,可用來評價天然土層的密實程度。其測定方法可測定土粒比重、土的干密度、土的天然密度、土的含水量等指標通過計算而得。 (1) 式中ds —土粒比重; ρd—土的干密度; ρ —土的天然密度; w —土的含水量; ρw—水的密度,近似等於1g/cm3。 天然狀態下土的孔隙比稱為天然孔隙比,它是一個重要的物理性指標,可以用來評價天然土層的密度程度。一般e<0.6的土是密實的低壓縮性土,e>1.0的土是疏鬆的高壓縮性土。 (3)十字板剪切強度[3] 十字板剪切試驗是原位測試技術中一種發展較早、技術比較成熟得方法。試驗時將十字板頭插入土中,以規定的旋轉速率對側頭施加扭力,直到將土剪損,測出十字板旋轉時所形成的圓柱體表面處土的抵抗扭矩,從而可算出土對十字板的不排水抗剪強度。 五、軟基處理的常用材料質量要求[4] 1、砂礫料 用作墊層的砂礫料應具有良好的透水性,不含有機質、粘土塊和其它有害物質。砂礫的最大粒徑不得大於53mm,含泥量不得大於5%。 2、砂及砂袋 袋裝砂井所用砂,應採用滲水率較高的中、粗砂、大於0.5mm的砂料含量應占總重量的50%以上,含泥量應小於3%,滲透系數應大於5×10-2mm/s,砂袋採用聚丙烯、聚乙烯、聚酯等編制布製作,應具有足夠的抗拉強度,使能夠承受袋內砂自重及彎曲所產生的拉力,具有較好的抗老化性能和耐環境水腐蝕性能,其抗滲系數應不小於所用砂的滲透系數。 3、碎石 碎石由岩石和礫石軋制而成,應潔凈、乾燥,並具有足夠的強度和耐磨耗性,其顆粒形狀應具有稜角,不得摻有軟質石和其它雜質,粒徑宜為20~50mm,含泥量不應大於10%。 4、土工合成材料 土工合成材料的選用應符合《公路土工合成材料應用技術規范》的規定。應具有足夠的抗拉強度,對土工織物,還應具有較高的刺破強度和握持強度等。土工合成材料試驗項目和試驗方法應符合《公路軟土地基路堤設計與施工技術規范》和《公路土工合成試驗規程》的規定。 5、塑料排水板 塑料排水板是由芯體和包圍芯體的合成纖維透水膜構成的復合體,應具有較好的耐腐蝕性和足夠的柔度,其性能指標應符合《塑料排水板施工規程》的規定。 6、片石 拋石擠淤應採用不易風化的片石,其尺寸應小於300mm。 7、水泥 水泥各項性能指標應符合圖紙要求,嚴禁使用過期、受潮、結塊、變質的劣質水泥。所用水泥指標還應符合水泥相應標準的規定。 8、石灰 石灰應符合《公路路面基層施工技術規范》表4.2.2所規定的Ⅲ級以上的要求。按《公路工程無機結合穩定材料試驗規程》規定的試驗方法進行檢驗。 9、粉煤灰 粉煤灰應符合《公路路面基層施工技術規范》有關規定。 10、材料的采購和保管 用於軟土地基處理的塑料排水板、土工合成材料、砂袋及石灰、水泥、砂等材料,都必須按施工圖紙和規范的要求的質量指標采購進購、堆放,嚴禁材料被污染或混合堆放,過期產品嚴禁使用。塑料排水板、土工合成材料和砂袋等材料應貯存在不被日光直接照射和被雨水淋泡處,應根據工程進度和日用量按日取用。 六、高速公路軟基處理常用方法[5][6][7] 1、淺層軟基處理技術 (1)墊層法 通常用於路基填方較低的地段,要求在使用中軟基的沉降值不影響設計預期目的。設置墊層時,可以根據具體情況採用不同的材料,常用的材料有砂或砂礫及灰土,也可用土工格柵、片石擠淤、砂礫墊層綜合使用處理。 (2)換填法 在高速公路施工中遇到含水量較高,軟弱層較淺,且易於挖除不適宜材料時,一般採取挖除換填法,包括受壓沉降較大,甚至出現變形的軟基和泥沼地帶。處理這種地基,開挖前要做好排水防護工作,將開挖出的不適宜材料運走或做處理,然後按要求分層回填,回填材料可視具體情況用砂、砂礫、灰土或其他適宜材料。 (3)排擠法 當高速公路經過水溏、魚池和較深的流動性強的淤泥地段時,常遇到含水量高、淤泥壓縮性大、淤泥質粘土軟基以及水下軟基等,對這類軟基可採用排擠法來處理。排擠法又可分為兩種:一種是拋石排擠,另一種是爆炸排擠。 (4)表層排水法 對土質較好因含水量過大而導致的軟土地基,在填土之前,地表面開挖溝槽,排除地表水,同時降低地基表層部分的含水率,以保障施工機械通行。為了發揮開挖出的溝槽在施工中達到盲溝的效果, 應回填透水性好的砂礫或碎石。 (5)添加劑法 對於表層為粘性土時,在表層粘性土內摻人添加劑,改善地基的壓縮性能和強度特性,以保施工機械的行駛。同時也可達到提高填土穩定及固結的效果。添加材料通常使用的是生石灰、熟石灰和水泥。石灰類添加材料通過現場拌和或廠拌,除了降低土壤含水量、產生團粒效果外,對被固結的土隨著時間的推移會發生化學性固結,使粘土成分發生質的變化,從而促進土體穩定。
8. 為什麼可以用孔隙比的變化表示土的壓縮性
土在壓力作用下體積縮小的特性稱為土的壓縮性,由於土的壓縮主要是空隙減少,所以就可以我用空隙比的變化表示土的壓縮性。
9. 高壓縮性土指的是土多還是土少水多還是水少
水少。
高壓縮性土是指土受壓時體積壓縮變小的性質。一般認為,這主要是由於土中孔隙體積被壓縮而引起的。常用壓縮系數來反映土壓縮性的大小。土的壓縮性直接影響地基的變形值。對於飽和土來說,孔隙中充滿著水,土的壓縮主要是由於孔隙中的水被擠出引起孔隙體積減小,壓縮過程與排水過程一致,含水量逐漸減小。