CN108914909B - 一种盐渍土地基盐胀量的测算方法 - Google Patents

Abstract

一种盐渍土地基盐胀量的测算方法，以科学合理地确定冬季降温期盐渍土地基的盐胀量，且能够适应实际工程需要。包括以下步骤：通过现场调查或资料查询，确定盐渍土地基的盐胀变形计算深度l₀、冬季降温前第i层土的温度T_i1和冬季降温期间第i层土出现的最低温度T_i2；通过现场采集盐渍土土样并在室内开展盐胀试验、含水率试验、土粒比重试验及重度试验，确定第i层土的盐胀指数C_si、温度T_i1降至T_i2后第i层土的盐胀力σ_Ti、温度T_i1下第i层土的初始孔隙比e_0i和第i层土的有效自重应力σ_y0i；通过以下公式确定盐渍土地基盐胀量s_e：

Description

一种盐渍土地基盐胀量的测算方法

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，特别涉及一种盐渍土地基盐胀量的测算方法。

技术背景

盐渍土地基盐胀变形易引发建筑产生向上隆起，引发建筑变形或开裂，影响建筑物的正常使用功能。目前，盐渍土地基的盐胀量多采用《盐渍土地区建筑规范》(SY/T0317—2012)确定，即盐胀量按以下公式确定：

S_η0＝η·H

式中，S_η0为盐渍土地基的总盐胀量，单位mm；η为盐胀系数；H为有效盐胀区厚度，单位mm。

上述计算公式是以盐胀系数为基础确定盐渍土地基盐胀量，其存在的技术不足在于无法考虑地基自重应力及附加荷载影响，也未考虑不同深度土层的盐胀差异性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种盐渍土地基盐胀量的测算方法，以科学合理地确定冬季降温期盐渍土地基的盐胀量，且能够适应实际工程需要。

本发明解决上述技术所采用的技术方案如下：

本发明一种盐渍土地基盐胀量的测算方法，包括以下步骤：

(1)通过现场调查或资料查询，确定盐渍土地基的盐胀变形计算深度l₀，单位m；确定冬季降温前第i层土的温度T_i1，单位℃，确定冬季降温期间第i层土出现的最低温度T_i2，单位℃；

(2)通过现场采集盐渍土土样并在室内开展盐胀试验、含水率试验、土粒比重试验及重度试验，确定第i层土的盐胀指数C_si；确定温度T_i1降至T_i2后第i层土的盐胀力σ_Ti，单位kPa；确定温度T_i1下第i层土的初始孔隙比e_0i；确定第i层土的有效自重应力σ_y0i，单位kPa；

(3)通过以下公式确定盐渍土地基盐胀量s_e：

式中，s_e为盐渍土地基盐胀量，单位mm；n为盐胀变形计算深度范围内划分的土层数；Δs_ei为第i层土的盐胀量，单位mm；C_si为第i层土的盐胀指数；Δz_i为第i层土的分层厚度，单位mm；e_0i为温度T_i1下第i层土的初始孔隙比；σ_y0i为第i层土的有效自重应力，单位kPa；Δσ_yi为外加荷载作用下第i层土产生的有效应力变化，单位kPa；σ_Ti为温度T_i1降至T_i2后第i层土的盐胀力，单位kPa。

本发明的有益效果是，在考虑盐渍土地基自重应力及附加荷载影响的基础上，结合地基不同土层的降温区别及盐胀差异性特征，建立了盐渍土地基盐胀量的测算方法，弥补了现行《盐渍土地区建筑规范》(SY/T0317—2012)存在的技术不足，测算方法便捷，所需计算参数少，流程清晰，满足实际工程需要。

附图说明

图1是路基荷载作用下盐渍土地基断面示意图。

图中示出构件和对应的标记：路基F，盐渍土地基D。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图进一步说明本发明。

参照图1，本发明的一种盐渍土地基盐胀量的测算方法，包括以下步骤：

(1)通过现场调查或资料查询，确定盐渍土地基D的盐胀变形计算深度l₀，单位m；确定冬季降温前第i层土的温度T_i1，单位℃，确定冬季降温期间第i层土出现的最低温度T_i2，单位℃；

(2)通过现场采集盐渍土土样并在室内开展盐胀试验、含水率试验、土粒比重试验及重度试验，确定第i层土的盐胀指数C_si；确定温度T_i1降至T_i2后第i层土的盐胀力σ_Ti，单位kPa；确定温度T_i1下第i层土的初始孔隙比e_0i；确定第i层土的有效自重应力σ_y0i，单位kPa；

(3)通过以下公式确定盐渍土地基盐胀量s_e：

式中，s_e为盐渍土地基盐胀量，单位mm；n为盐胀变形计算深度范围内划分的土层数；Δs_ei为第i层土的盐胀量，单位mm；C_si为第i层土的盐胀指数；Δz_i为第i层土的分层厚度，单位mm；e_0i为温度T_i1下第i层土的初始孔隙比；σ_y0i为第i层土的有效自重应力，单位kPa；Δσ_yi为外加荷载作用下第i层土产生的有效应力变化，单位kPa；σ_Ti为温度T_i1降至T_i2后第i层土的盐胀力，单位kPa。

所述步骤(2)中，第i层土的盐胀力σ_Ti为温度T_i1降至T_i2土体盐胀曲线中初始孔隙比对应的压力；所述盐胀曲线的横坐标为压力，纵坐标为孔隙比。

所述步骤(2)中，第i层土的盐胀指数C_si为温度T_i1降至T_i2某一压力范围内土体盐胀e-logp曲线的平均斜率，按以下公式确定：

式中e_j为在第j级压力下土体压缩稳定后温度T_i1降至T_i2产生的孔隙比；p_j为第j级压力；e_j+1为第j+1级压力下土体压缩稳定后温度T_i1降至T_i2产生的孔隙比；p_j+1为第j+1级压力。

所述步骤(2)中，第i层土的有效自重应力σ_y0i可按分层总和法确定。

所述步骤(3)中，外加荷载作用下第i层土产生的有效应力变化Δσ_yi可采用Boussinesq理论确定。

实施例：

参照图1，某一盐渍土地基D上覆路基F附加荷载，路基F填高h为1.5m，路基F顶面宽度为13.4m，路基F边坡比为1:1.5。该路基F底部盐渍土在冬季降温过程会发生盐胀变形。

下面采用本发明方法确定路基F附加荷载作用下盐渍土地基D在冬季降温期产生的盐胀量(位置为路基中心)，具体步骤如下：

(1)通过现场调查，确定盐渍土地基D的盐胀变形计算深度l₀为3.0m；确定冬季降温前第i层土的温度T_i1，单位℃，确定冬季降温期间第i层土出现的最低温度T_i2，单位℃，T_i1和T_i2的确定结果见表1。

(2)通过现场采集盐渍土土样并在室内开展盐胀试验、含水率试验、土粒比重试验及重度试验，确定第i层土的盐胀指数C_si；确定温度T_i1降至T_i2后第i层土的盐胀力σ_Ti，单位kPa；确定温度T_i1下第i层土的初始孔隙比e_0i；确定第i层土的有效自重应力σ_y0i，单位kPa；C_si、σ_Ti、e_0i和σ_y0i的确定结果见表1。

(3)通过以下公式确定盐渍土地基D(路基F中心)的盐胀量s_e：

路基F中心底部第i层土的盐胀量Δs_ei的详细计算过程见表1，在表1计算过程中，若Δs_ei＜0，则Δs_ei取0。

那么，路基F中心盐渍土地基D的盐胀量s_e：

因此，可得冬季降温期路基F中心盐渍土地基D的盐胀量为4.97mm。

表1第i层土盐胀量的计算过程

本发明在考虑盐渍土地基自重应力及附加荷载影响的基础上，结合地基不同土层的降温区别及盐胀差异性特征，建立了盐渍土地基盐胀量的测算方法，弥补了现行《盐渍土地区建筑规范》(SY/T 0317—2012)存在的技术不足，测算方法便捷，所需计算参数少，流程清晰，满足实际工程需要，具有广阔的推广应用前景。

以上所述只是采用图解说明本发明一种盐渍土地基盐胀量的测算方法的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体方法和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (3)

1.一种盐渍土地基盐胀量的测算方法，包括以下步骤：

(1)通过现场调查或资料查询，确定盐渍土地基(D)的盐胀变形计算深度l₀，单位m；确定冬季降温前第i层土的温度T_i1，单位℃，确定冬季降温期间第i层土出现的最低温度T_i2，单位℃；

(2)通过现场采集盐渍土土样并在室内开展盐胀试验、含水率试验、土粒比重试验及重度试验，确定第i层土的盐胀指数C_si；确定温度T_i1降至T_i2后第i层土的盐胀力σ_Ti，单位kPa；确定温度T_i1下第i层土的初始孔隙比e_0i；确定第i层土的有效自重应力σ_y0i，单位kPa；

(3)通过以下公式确定盐渍土地基盐胀量s_e：

式中，s_e为盐渍土地基盐胀量，单位mm；n为盐胀变形计算深度范围内划分的土层数；Δs_ei为第i层土的盐胀量，单位mm；C_si为第i层土的盐胀指数；Δz_i为第i层土的分层厚度，单位mm；e_0i为温度T_i1下第i层土的初始孔隙比；σ_y0i为第i层土的有效自重应力，单位kPa；Δσ_yi为外加荷载作用下第i层土产生的有效应力变化，单位kPa；σ_Ti为温度T_i1降至T_i2后第i层土的盐胀力，单位kPa。

2.根据权利要求1所述的一种盐渍土地基盐胀量的测算方法，其特征在于：所述步骤(2)中，第i层土的盐胀力σ_Ti为温度T_i1降至T_i2土体盐胀曲线中初始孔隙比对应的压力；所述盐胀曲线的横坐标为压力，纵坐标为孔隙比。

3.根据权利要求1所述的一种盐渍土地基盐胀量的测算方法，其特征在于：所述步骤(2)中，第i层土的盐胀指数C_si为温度T_i1降至T_i2某一压力范围内土体盐胀e-logp曲线的平均斜率，按以下公式确定：

式中e_j为在第j级压力下土体压缩稳定后温度T_i1降至T_i2产生的孔隙比；p_j为第j级压力；e_j+1为第j+1级压力下土体压缩稳定后温度T_i1降至T_i2产生的孔隙比；p_j+1为第j+1级压力。

Images