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【摘要】在工程实践中,复杂而又难以评估的土体条件是制约工程问题的一个瓶颈。前人实验表明,我们所处的地球上绝大多数的土体是呈现一种不饱和状态的。而土体情况的测量,是要通过实验,具体是土工试验来完成的。而在这样的试验当中,几乎是依靠三轴试验来完成的。现今市面上所通用的三轴测量仪存在着灵敏度不高,耐久性查,精确度低的致命缺陷。这样的缺陷存在,势必会使得出的结论与实际值存在极大的偏差,以至于影响工程实践,导致不可想象的后果。基于以上的这些原因,我们有必要改进这一试验方法,以期得到更为精准的试验数据来指导工程实践。笔者在研究存在的问题之后,总结了前人多方面各领域的研究成果,提出了诸多的改良方案,并最终选定最有效果的方案对上述中的测量结果进行分析和校正,达到了期望中的理想结果。
【关键词】三轴仪体变测量;修正;校正
1、非饱和三轴仪概述
土壤测试试验装置基本上分为以下几种:土壤不饱和三轴装置、扭剪三轴动态测量仪等。三轴电测量仪有力工具强度、变形、水和土制主导的测量仪。下面是不饱和土壤的三轴测量仪发展历程。
世界上最先出现的非饱和土三轴仪是由Bishop 和Donald在1961年发明创造的,距今已经有相当长的一段历史。当今世界各个国家和一些地区中,非饱和土三轴仪也有相当多的种类。非饱和土三轴试验测试影响测量准确性的因素多、变量范围较多,而且测试中所运用的仪器较为粗糙、如果不是专业人员技术比较复杂不易掌握,:例如体积变化所产生的误差、轴向应变力所产生的误差、孔隙壓力测量中存在的误差、量力环误差等等。
2、试验方案的提出和实现
饱和土试验根据排水条件的不同,固结排水、固结不排水与不固结不排水是根据排水条件不同的饱和土排水试验而区分出的三种试验类型。处于不同受力条件下的受力状态分析,模拟真实条件下的受力状态。与此同时,在没有人员因素条件的影响下,它还可以进行其他多种应力组合分析试验。具体方案的制定,往往在三轴试验前,通常施工条件不同、建筑物的特点不同和施工方案不同等要求下可以适当调整试验具体方案。三轴剪力试验是属于一种比较完善的仪器和试验方法,与无侧限抗压强度试验、直接剪切试验比较,它可以自由灵活的测量土体内的孔隙水压力、控制排水条件,同时有比较均匀和明确的土体应力条件。三轴试验可分为固结不排水剪( CU试验)、不固结不排水剪(UU试验)又称快剪和固结排水剪( CD试验)三种基本方法。
1.固结不排水剪( 也被广泛称作CU试验)
让试样充分饱和,即在试验前先对试样进行饱和,再用三轴仪进行试验.首先将放水开关打开到开的位置,用三轴压缩仪进行固结快剪试验,让所选取的土样在仪器当中通过一定围压下排水固结。在关闭排水开关之前,需要等试样固结完毕,也就是说试样的孔隙水压力要下降到一定的程度。之后再进行剪切试验,要以较快的速度将试样剪破,因为这样才能确保试样含水量保持恒定不变的数值,尽量使试样在剪切过程中不再排水。
2.不固结不排水剪(也被广泛称作UU试验)
对试样不进行排水固结的试验方法称作不固结不排水剪试验法,试样安装时,不打开排水阀,剪切过程中,试样上要先套好橡皮膜。将处理好的试样置于压力室中,上下端面放置不透水薄片。先施加围压,进行剪切,然后施加轴向压力。直至剪切破坏均关闭排水阀,整个试验过程,试样含水量保持不变。
3.固结排水剪(也被广泛称作CD试验)
样品在试验前完全饱和,进行样品饱和实验。固结快剪因为试验的三轴压缩装置的使用,全部的过程是将排水阀打开,特定的压力下样品不仅仅制作,充分融合。另外的进程中剪切试验片中完全排水,为了试验片的含水量的变化,这只会慢慢剪切速率。
其中固结排水剪在固结和剪切两个阶段都有水从试样内部排出,更能体现体变测量精确与否的影响,因此,选用固结排水条件下的三轴试验方法,设置三组(六个)试验,分别在围压100kPa、200kPa、300kPa下测量毛乌素砂饱和试样的内、外体变量,并测量不安装试样情况下的外体变量(即底座抬升引起的体积变化),并对比差值,用以探究体变量测的精确性。
结论:
工程质量重如山,工程实践者,尤其是岩土工程实践者,当今必须审慎对待发生的工程问题,应该及早发现并提出合理解决问题的方案,而不是等待问题发生,特别是由于那些非饱和土而引发的重特大事故案件。诸如膨胀土、红土、泡沫片层土、卷积特殊力土等特殊类型的土层。土工试验中,通过三轴仪可以测量土的强度、蓬松度、相应力学性能,而且对于这些指标的测试有着多种多样的方式可供选择。于同时,由于土体性能的不同,限于成本和可靠性考量,三轴试验当前阶段仍被大家广为接受和信赖。然而由于试验仪器所限,所得出的试验结果与真实值还存在的不小的偏差。正是由于这样的原因,笔者在总结前人的基础上,提出了上文所述的试验方法,用以探究非饱和三轴仪体变测量结果的分析与校正。
参考文献:
[1]司韦.非饱和土的增湿试验及模型研究,清华大学硕士学位论文,2006.
[2]王保田.土工测试技术[M].南京:河海大学出版社,2000.
[3]张坤勇,殷宗泽,徐志伟.国内真三轴试验仪的发展及应用,岩土工程技术,2003(5):289-293.
作者简介:
殷浩(1991—),男,汉族,山东省泰安市,长安大学地质工程与测绘学院硕士,单位:长安大学地质工程与测绘学院,研究方向:地质工程,岩土工程。
【关键词】三轴仪体变测量;修正;校正
1、非饱和三轴仪概述
土壤测试试验装置基本上分为以下几种:土壤不饱和三轴装置、扭剪三轴动态测量仪等。三轴电测量仪有力工具强度、变形、水和土制主导的测量仪。下面是不饱和土壤的三轴测量仪发展历程。
世界上最先出现的非饱和土三轴仪是由Bishop 和Donald在1961年发明创造的,距今已经有相当长的一段历史。当今世界各个国家和一些地区中,非饱和土三轴仪也有相当多的种类。非饱和土三轴试验测试影响测量准确性的因素多、变量范围较多,而且测试中所运用的仪器较为粗糙、如果不是专业人员技术比较复杂不易掌握,:例如体积变化所产生的误差、轴向应变力所产生的误差、孔隙壓力测量中存在的误差、量力环误差等等。
2、试验方案的提出和实现
饱和土试验根据排水条件的不同,固结排水、固结不排水与不固结不排水是根据排水条件不同的饱和土排水试验而区分出的三种试验类型。处于不同受力条件下的受力状态分析,模拟真实条件下的受力状态。与此同时,在没有人员因素条件的影响下,它还可以进行其他多种应力组合分析试验。具体方案的制定,往往在三轴试验前,通常施工条件不同、建筑物的特点不同和施工方案不同等要求下可以适当调整试验具体方案。三轴剪力试验是属于一种比较完善的仪器和试验方法,与无侧限抗压强度试验、直接剪切试验比较,它可以自由灵活的测量土体内的孔隙水压力、控制排水条件,同时有比较均匀和明确的土体应力条件。三轴试验可分为固结不排水剪( CU试验)、不固结不排水剪(UU试验)又称快剪和固结排水剪( CD试验)三种基本方法。
1.固结不排水剪( 也被广泛称作CU试验)
让试样充分饱和,即在试验前先对试样进行饱和,再用三轴仪进行试验.首先将放水开关打开到开的位置,用三轴压缩仪进行固结快剪试验,让所选取的土样在仪器当中通过一定围压下排水固结。在关闭排水开关之前,需要等试样固结完毕,也就是说试样的孔隙水压力要下降到一定的程度。之后再进行剪切试验,要以较快的速度将试样剪破,因为这样才能确保试样含水量保持恒定不变的数值,尽量使试样在剪切过程中不再排水。
2.不固结不排水剪(也被广泛称作UU试验)
对试样不进行排水固结的试验方法称作不固结不排水剪试验法,试样安装时,不打开排水阀,剪切过程中,试样上要先套好橡皮膜。将处理好的试样置于压力室中,上下端面放置不透水薄片。先施加围压,进行剪切,然后施加轴向压力。直至剪切破坏均关闭排水阀,整个试验过程,试样含水量保持不变。
3.固结排水剪(也被广泛称作CD试验)
样品在试验前完全饱和,进行样品饱和实验。固结快剪因为试验的三轴压缩装置的使用,全部的过程是将排水阀打开,特定的压力下样品不仅仅制作,充分融合。另外的进程中剪切试验片中完全排水,为了试验片的含水量的变化,这只会慢慢剪切速率。
其中固结排水剪在固结和剪切两个阶段都有水从试样内部排出,更能体现体变测量精确与否的影响,因此,选用固结排水条件下的三轴试验方法,设置三组(六个)试验,分别在围压100kPa、200kPa、300kPa下测量毛乌素砂饱和试样的内、外体变量,并测量不安装试样情况下的外体变量(即底座抬升引起的体积变化),并对比差值,用以探究体变量测的精确性。
结论:
工程质量重如山,工程实践者,尤其是岩土工程实践者,当今必须审慎对待发生的工程问题,应该及早发现并提出合理解决问题的方案,而不是等待问题发生,特别是由于那些非饱和土而引发的重特大事故案件。诸如膨胀土、红土、泡沫片层土、卷积特殊力土等特殊类型的土层。土工试验中,通过三轴仪可以测量土的强度、蓬松度、相应力学性能,而且对于这些指标的测试有着多种多样的方式可供选择。于同时,由于土体性能的不同,限于成本和可靠性考量,三轴试验当前阶段仍被大家广为接受和信赖。然而由于试验仪器所限,所得出的试验结果与真实值还存在的不小的偏差。正是由于这样的原因,笔者在总结前人的基础上,提出了上文所述的试验方法,用以探究非饱和三轴仪体变测量结果的分析与校正。
参考文献:
[1]司韦.非饱和土的增湿试验及模型研究,清华大学硕士学位论文,2006.
[2]王保田.土工测试技术[M].南京:河海大学出版社,2000.
[3]张坤勇,殷宗泽,徐志伟.国内真三轴试验仪的发展及应用,岩土工程技术,2003(5):289-293.
作者简介:
殷浩(1991—),男,汉族,山东省泰安市,长安大学地质工程与测绘学院硕士,单位:长安大学地质工程与测绘学院,研究方向:地质工程,岩土工程。