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力学参数选用公式

设计参数建议值

一、设计参数的依据

1. 本次勘察中各岩土层的各种试验数据。

2. 历次勘察中各岩土层的各种试验数据。

3. 规范中表列的各种建议数据。

4. 岩土工程手册中的通过试验确定的各种同类岩土的参数数据

5、地区经验数据

6、类比工程数据

二、设计参数建议值。

本报告所列岩土参数建议值(附表1),是指为满足工程需要,根据有关规范的规定在室内试验和原位测试的基础上,利用其统计结果,结合有关规范、地区经验,综合分析后,给出的各岩土层的参数。

(一)天然密度ρ、天然含水量w按《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(以下简称《地规》)16.2.3条,采用统计平均值。

(二)土层粘聚力c、内摩擦角φ,孔隙比e,压缩系数Ea0.1-0.2,压缩模量Es0.1-0.2根据《地轨》16.2.3条采用直接快剪试验统计标准值。

1、对基坑开挖的,花岗岩残积层、粉质粘土、粉土、砂土应进行直剪、固结快剪或三轴固结不排水试验。

2、由十字板剪切试验可计算不排水抗剪强度Cu。(见《铁路工程地质原位测试规程(TB10041-2003)》P32)

C u=μS u

式中μ为修正系数:当Ip≤20时,μ=1;当20

3、软粘土的固结不排水剪内摩擦角和粘聚力可用作图法求得,见P32。

4、旁压试验可确定粘性土的不排水抗剪强度Cu:

Cu=(P L-P0)/5.5

P L----极限压力(kPa)

P0----初始压力(kPa)

5、旁压试验可确定砂土内摩擦角φ

φ=5.77Ln(P L-P0/180)+24

6、由静力触探可得到砂类土的内摩擦角、土的压缩模量Es。(见《铁路工程地质原位测试规程(TB10041-2003)》P70、P73)。

表10.5.12 砂类土的内摩擦角

力学参数选用公式

表10.5.18-1 土的Es值(MPa)

力学参数选用公式

注:

1、Es为压缩曲线上P=0.1~0.2Mpa压力段的压缩模量;

2、粉土可按表列砂土Es值的0.7取值;

3、Q3及其以前的粘性土和新近堆积土应根据当地经验取值或采用原状土样作压缩试验;

4、表内数值可以线性内插,不可外延。

Ps≤1MPa的饱和粘性土,不排水杨氏模量Eu=1.14Ps,Eu为剪应力水平达50%时的割线模量。

力学参数选用公式

7、由标贯可计算砂土有效内摩擦角 15'20+=N ?(《深圳市标准深圳地区建筑深基坑支护技术规范(SJG05-96)》)

8、土的压缩模量与原位测试参数的经验关系(《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004))

力学参数选用公式

8、岩体直剪试验适用于具有软弱结构面的岩体和软质岩。 9、《公路工程地质勘察规范》条文说明中,标贯可用于计算粘性土及砂土的抗剪强度指标

粘性土抗剪强度

力学参数选用公式

力学参数选用公式

砂土抗剪强度

(三) 计算摩擦角φ,按《广州地区建筑基坑支护技术规定》附录B-1、B-2,《铁路隧道设计规范》表 3.2.8,广东省《建筑地基基础设计规范》4.3.7条( 15'20+=N ?),考虑C 的换算值,结合经验综合确定。

(四)变形模量E 0:变形模量根据旁压试验、广东省《建筑地基基础设计规范》4.3.9条('0N E ?=α)、《工程地质手册》综合确定。

1、标贯装置的一般关系:

自由落锤击数N=手拉落锤击数N ×0.8=卷扬筒提升锤N ×0.57 N 10=N 63.5×2.83

2、广东省《建筑地基基础设计规范》4.3.9条P27('0N E ?=α)(MPa) N ’为实测(未经修正)标准贯入击数。

经验系数

力学参数选用公式

3、由静力触探求得:(见《铁路工程地质原位测试规程(TB10041-2003)》P74)

表10.5.18-2 土的E

值(MPa )

力学参数选用公式

力学参数选用公式

4、冲洪积卵石土和圆砾土地基的变形模量E 0,可由动力触探取得。当贯入深度小于12m 时,可根据场地土层的N 按表取值

表9.4.14 卵石土、圆砾土E 值

力学参数选用公式

力学参数选用公式

5、由旁压试验求得:

根据《工程地质手册》P304公式3-6-14、15 E 0=K 1G m

Es=K 2G m (压力为100~200kPa 的压缩横量MPa)

K 、 K 比值表 表3-6-4

注:Z---深度。

表7.4.8-1 粘性土的变形模量E 及压缩模量Es

6、砂类土变形模量可按(见《铁路工程地质原位测试规程(TB10041-2003)》P44)

E 0=KG m

表7.4.8-3 变形模量转换系数

砾砂的K 值可取粗砂的上限值。 7、由螺旋板载荷试验取得:

F F

S )bp I I E /1(2210μω-=

z b I /23.05.01+=

422212μμ++=I

力学参数选用公式

I 1-----螺旋板埋深z 的修正系数; I2----与泊松比有关的修正系数; b----螺旋板板径;

ω----螺旋板形状系数,可取0.79;

μ----土的泊松比,碎石类土取0.25,砂类土和粉土取0.3,粉质

粘土取0.35,粘土取0.42;

S F ---对应于监塑压力p F 的沉降。 8、由平板载荷试验取得:

a a

S )bp

(E /120μω-=

ω----承压板形状系数,圆形取0.79,方形取0.89;

μ----土的泊松比,碎石类土取0.25,砂类土和粉土取0.3,粉质

粘土取0.35,粘土取0.42;

p a ----比例界限压力,即P-S 曲线上第一拐点压力,当P-S 曲线无直线段时,可按0.5Pu 取值;

Sa----与p a 相对应的沉降。

(五)泊松比μ,根据试验统计标准值、波速测试值、广东省《建筑地基基础设计规范》表4.3.11条综合确定。

室内试验

力学参数选用公式

表4.3.11 土的泊松比经验值

力学参数选用公式

(六)土的静止侧压力系数ξ,按ξ=μ/1-μ及ξ=1-sin φ’公式

计算而得。

1、扁板侧胀试验求得:适用于软土、一般饱和粘性土、松散~中密饱和砂类土及粉土等。水平应力指数K D 为1.5~4.0的一般粘性土,静止土压力系数K 0可按下式计算:K 0=0.30K D 0.54(《铁路工程地质原位测试规程(TB10041-2003)》P87)

2、应力铲试验求得:适用于软塑~流塑状饱和粘性土。 )/()(00w v w hc n K μσμσ--=

u w ----土的静止水压力;0v σ----土的总自重压力;

n----经验系数,正常固结和轻微超固结粘性土,t=5mm 时,可取n=0.83~0.87;t=8mm 时,可取n=0.73~0.79,其值随土的压缩性增大而增大。

(七)无侧限抗压强度qu 按q u =14×N ,并结合地区经验综合确定。

1、室内试验求得:适用于饱和粘土。

2、由标贯可估算,用查表法:(《工程地质手册》P238) Terzaghi&Peck 的资料

3、《港口工程地质勘察规范》对长江中下游的粘性土提出的关系式

对一般粘性土:qu=14N 对老堆积土:qu=15N

4、《公路工程地质勘察规范》条文说明 南京水利科学研究所在江滩一带的试验: 粘土:qu=0.14N+0.03(MPa ) 亚粘土:qu=0.135N (MPa )

5、美国太沙基关系式: qu=0.125N (MPa ) (八)承载力特征值

土层、砂层地基承载力特征值用统计表中的有关岩土参数的标准值,结合广东省《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)第4.4 条,综合确定。

1、岩石强风化带、岩石中等风化带、岩石微风化带的地基承载

力特征值,按“国标地基规范(2002)”第5.2.6条综合确定。

力学参数选用公式

2、载荷试验确定地基承载力

3、旁压试验确定地基承载力 临塑压力法:00h F p σσ-=

粘性土、粉土、砂土、黄土w v h p K +='000σσ

K 0---静止土压力系数,可根据经验确定:正常固结及轻度超固结砂类土、粉土和黄土可取0.40,硬塑至坚硬状粘性土可取0.50,软塑状粘性土可取0.60,流塑状粘性土可取0.70;

---'0v σ土的有效自重压力。d v ?=’‘'0γσ

d-----旁压试验深度

p w ------土的静止水压力,P w =r w ×h

(九)基准基床系数(垂直)Kv ,根据岩性分层统计资料、《地规》附录F 取值;基准基床系数(水平)Kh ,根据旁压试验参数分层统计资料并结合深圳地区经验综合给出。

1、由旁压试验得到基准基床系数(水平)Kh

γα??-=/)1(P K h

式中:0P P P f -=?,01γγγ-=?

r 1—临塑压力时钻孔空腔的半径;r 0-----初始压力时钻孔空腔的半径;a----孔隙压力系数,查表:砂土0,粉土0.1~0.2,粉质粘土0.15~0.25,粘土0.25~0.50。

2、《深圳地区建筑深基坑支护技术规范(SJG 05-96)》 Kx=0.2N (kgf/cm 3)=2N(MPa/m) 即MPa/m=10kgf/cm 3

Kx 与土层密实程度相关的经验值

力学参数选用公式

Kx 与土层无侧限抗压强度qu 相关的经验值

3、由平板载荷试验得出基准基床系数(垂直)Kv Ksa=Pa/Sa

1/F F K K a sa v ?=

基准基床系数(垂直)Kv---方形承压板面积F 1=0.0929m2(1平方英尺)时的基床系数;

Fa---实际使用的承压板面积。

设计计算时,应根据基础设计面积置换式中的Fa ,计算出实际使用的基床系数Ks 。

(十)渗透系数K ,根据抽水试验、室内土工试验、《地规》8.3.4表4综合确定。

(十一)岩石饱和单轴极限抗压强度参照试验统计标准值、岩体工程特征综合选定。

(十二)桩侧摩擦力特征值q sa ,按试验统计平均值的液性指标I L ,根据广东省《建筑地基基础设计规范》10.2.3及双桥静力触探侧壁摩阻力给出。

(十三)抗拔摩阻力折减系数λi ,根据广东省《建筑地基基础设计规范》表10.2.10-2给出。

(十四)钻孔灌注桩端阻力特征值q pa ,按试验、钻孔得到的岩土的状态,根据广东省《建筑地基基础设计规范》10.2.3-5给出。

(十五)钻孔灌注桩极限摩阻力fi ,根据《铁路桥涵地基和基础

设计规范》(TB10002.5-99)表6.2.2-5给出。基本承载力根据表4.1.2综合确定。

力学参数选用公式

说明:曲线A 适用于一般土地基的情况,曲线B 适用于紧密的颗粒状土中桩尖嵌入土体中3倍直径范围内的L τ值,从图中可以看出,当P L 超过15MPa 时,L τ值不再增加而维持常值。

对软岩地基L L p -τ的相对关系,可用下列公式估算:

30033.0+=L L P τ(kPa)

(十六)热物理指标,根据试验资料、《地规》附录G 的岩土热物理指标值综合确定。

(十七)基底摩擦系数f ,根据《铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025-2001)表3.3.2给出。

(十八)临时边坡率,根据国标《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第六章第三、六节并结合经验给出。

(十九)砂土天然坡角(干燥状态、水下状态)根据试验资料及地区经验综合确定。

(二十)负摩阻力:对砂类土,负摩阻力标准值35

+=i

n si N q Ni 为修正后的平均击数。

(二十一)土体与锚固体极限摩阻力标准值:《建筑基坑支护技

术规程(JGJ 120-99)》