對于土的抗剪強度直剪試驗的探討
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土的抗剪強度是指土體對于外荷載作用下,,產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限能力,。當(dāng)土中某點由外力所產(chǎn)生的剪應(yīng)力達(dá)到抗剪強度時,土體的一部分相對于另一部分移動時,,便認(rèn)為該點發(fā)生了剪切破壞,。剪切破壞是強度的重要特點。所以強度問題是土力學(xué)和土工試驗中重要的基本內(nèi)容之一,。迄今為止,,與強度有關(guān)的工程問題主要有下列幾個方面:
①土作為材料,構(gòu)成的土工構(gòu)筑物的穩(wěn)定問題,。如土壩,、路堤等填方邊坡及天然土坡(包括挖方邊坡)等穩(wěn)定問題。
②土作為工程構(gòu)筑物的環(huán)境問題,。即土壓力問題,,如擋土墻地下結(jié)構(gòu)的周圍土體,它們的強度破壞將造成過大的對墻體的側(cè)壓力以致可能導(dǎo)致這些工程的工程構(gòu)筑物發(fā)生滑動,、傾覆等破壞事故,。
③土作為建筑物地基的承載力問題。如果基礎(chǔ)下地基土體產(chǎn)生整體滑動或者局部剪切區(qū)發(fā)展導(dǎo)致過大的甚至不均勻的基變形,,都會造成上部結(jié)構(gòu)的破壞或者出現(xiàn)影響正常使用的事故,。所以土的強度測定及其原理將是土木工程的設(shè)計和驗算提供理論依據(jù)和計算指標(biāo)。
目前土工試驗中直剪試驗是大量的,。從開土,、切土到試驗,工作量很大,,而且強度也很大,。這種重復(fù)性試驗,在質(zhì)量上很難保證,,大量的試驗數(shù)據(jù)可以說在設(shè)計上用得并不太多,。
1、關(guān)于試驗儀器問題,,隨著多變的工程的性質(zhì)和土層不同的埋藏深度,。
目前直剪儀在技術(shù)上、功能上不能滿足這種現(xiàn)狀,,已經(jīng)長期存在,,問題至今未能得到重視。
大家知道目前直剪儀的供應(yīng)商提供的直剪儀大固結(jié)壓力為400kPa,,但對于埋深大于30m土樣,,這就不能使用了,。因此,生產(chǎn)的直剪儀需要滿足大固結(jié)壓力可達(dá)800kPa,,甚至還有3200kPa高壓直剪儀,,這樣可供高層、超高層,、水利,、海洋工程的巖土試驗。
那么,,為什么不生產(chǎn)中壓,、高壓直剪試驗儀呢?為什么明知不能滿足試驗要求,,而還在利用這種50~60年代的試驗儀器標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行呢,?我想請問我們編制土工試驗的專家單位和教學(xué)科研單位,它們是如何解釋,?
在這里舉個例子,,例如取土為40cm深的土樣,,它的自重壓力為320kPa左右,,如果確定天然強度的固結(jié)壓力是可以在300kPa左右,大家能接受,。如果進(jìn)行固結(jié)快剪和慢剪,,則固結(jié)壓力必須大于400kPa,這是一方面,。第二方面,,由于直剪試驗無法控制排水條件。剪切過程中的孔隙水壓力無法測得,。國內(nèi)外直剪試驗在試驗方法規(guī)定,。直剪試驗應(yīng)該是慢剪,提供有效強度值,。同時對于不同土性的有效剪,,剪切速率也相應(yīng)的改變,必須變成無級變速的試驗方法,。
2,、關(guān)于剪切試驗指標(biāo)與方法
試驗指標(biāo)與試驗方法,應(yīng)該根據(jù)工程而定,。例如,,邊坡穩(wěn)定計算時,應(yīng)該考慮兩種情況,,一種是正常的地質(zhì)條件,,另一種氣候變化條件而定,。因此試驗方法和提供強度參數(shù)就不一樣。對于淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)的天然地基設(shè)計,,對于樁基設(shè)計以及在動態(tài)里作用下的強度參數(shù)等等,。也都需要根據(jù)工況來決定試驗方法。因此強度試驗儀器和方法都應(yīng)該從實際出發(fā)而定,,不應(yīng)該一刀切,。
3、關(guān)于試驗的數(shù)量和子樣數(shù),,據(jù)我所知,,一個較大工程,取樣數(shù)量和試驗數(shù)量是十分可觀,。其實在代表性土層中取出一定的數(shù)量子樣數(shù)就足夠,,問題是提高試驗質(zhì)量,這是十分關(guān)鍵,,這種現(xiàn)狀應(yīng)予改變,。
4、尤其是目前采用樁基工程和樁箱結(jié)合工程較多,,那么強度試驗的方法和參數(shù)如何確定,?目前強度參數(shù)用在樁基工程上到底用多少呢?樁的摩擦阻力和樁端阻力與剪切試驗結(jié)果又如何應(yīng)用呢,?據(jù)我們所知,,單樁承載力基本上按規(guī)范查表計算而得,幾代人修正基本上搬運抄襲而來,。像這樣的情況不知道規(guī)范如何修正,,修正的依據(jù)。特別是如何用強度試驗參數(shù)值進(jìn)行驗證和修正,。如果不是這樣,,可以說試驗意義不大,在這一點建議大家必須清醒認(rèn)識,。
5,、目前所進(jìn)行直剪強度試驗,對于單樁的承載力計算時,,沒有考慮土的各向異性問題,,因此需要大家注意的問題。強度試驗方法和強度參數(shù)應(yīng)該結(jié)合工程上應(yīng)用,?
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