關(guān)于靜止側(cè)壓力K₀固結(jié)試驗(yàn)的探討

       靜止側(cè)壓力系數(shù)K₀與靜止土壓力計(jì)算。當(dāng)擋土墻、地下連續(xù)墻、地下建筑物、地下建筑物的側(cè)面墻體在沒有側(cè)向位移、偏移和自身彎曲變形時(shí)，作用在其上的土壓力即為靜止土壓力。

      靜止土壓力，是指土體水平向的自重應(yīng)力或在附加應(yīng)力作用下的水平土壓力為σ_h= K₀σ_γ= K₀γZ。其中K₀為靜止側(cè)壓力系數(shù)，即K₀= σ₃/σ₁或K₀= Δσ₃/Δσ₁，σ₃為側(cè)向有效應(yīng)力，σ₁為豎向有效應(yīng)力。

        靜止側(cè)壓力系數(shù)K₀值得大小，可根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果決定。當(dāng)然也可以根據(jù)地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。研究證明，K₀除了與土的性質(zhì)、狀態(tài)、密度有關(guān)外，粘性土的K₀值還與土的應(yīng)力歷史有關(guān)。下面根據(jù)地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，估算K₀值。

對(duì)于無粘性土及正常的固結(jié)粘性土，

K₀= 1- sinΦ^’

式中，Φ^’為土的有效內(nèi)摩擦角。

對(duì)于超固結(jié)粘性土，

(K₀)_O.C= (K₀)_N.C(OCR)^m

式中，(K₀)_O.C超固結(jié)土的K₀值；(K₀)_N.C正常固結(jié)土的K₀值；OCR超固結(jié)比；m經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般可用m= 0.41。

大量地下工程在設(shè)計(jì)施工中，K₀靜止側(cè)壓力系數(shù)是一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，并且早就在工程上應(yīng)用了。但是試驗(yàn)規(guī)程尚未制定，主要還未進(jìn)入修訂階段。因此需要提供試驗(yàn)儀器標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)報(bào)告。

目前國內(nèi)外采用的K₀大致有三種形式：

1、應(yīng)力控制逐級(jí)加荷法。

即在K₀容器上方的傳壓活塞上采用杠桿加荷法，施加一個(gè)已知的垂直壓力。那么土樣的側(cè)向壓力由壓力傳感器檢測(cè)。

1. 應(yīng)變控制連續(xù)法兼容應(yīng)力控制的逐級(jí)加荷法。

即在K₀容器傳壓活塞上施加一個(gè)等應(yīng)變恒速控制的加荷裝置。使土樣在豎向恒應(yīng)變速率下連續(xù)測(cè)定側(cè)向壓力裝置。當(dāng)然該裝置也可以進(jìn)行分級(jí)加荷的應(yīng)力控制K₀試驗(yàn)。

3、在三軸壓力室進(jìn)行K₀試驗(yàn)，其方法在土樣直徑處安裝一個(gè)徑向應(yīng)變傳感器，當(dāng)土樣在豎向力作用下，會(huì)產(chǎn)生側(cè)向應(yīng)變，然后施加側(cè)向力使土體側(cè)向應(yīng)變“0”時(shí)，由此豎向力和施加側(cè)向水壓力，已知如此反復(fù)逐級(jí)加荷，可獲得側(cè)向力與豎向力關(guān)系。

4、K₀容器的技術(shù)要求，土樣直徑Φ61.8即30cm²，土樣高度40mm，土樣與液壓腔之間用乳膠膜隔開。整個(gè)液壓腔內(nèi)充滿無氣泡水，土樣側(cè)向力通過乳膠膜傳遞土樣和液體再傳遞給傳感器。如何獲得豎向力和側(cè)向力關(guān)系即可獲得K₀值，這種結(jié)構(gòu)為國內(nèi)通用產(chǎn)品。