杭州儀器給你分析K30地基系數載荷試驗
地基系數K30是表示土體表面在平面壓力作用下產生的可壓縮性的大小。它是用直徑為300mm的剛性承載板進行靜壓平板載荷試驗,取*次加載測得的應力—位移(σ—s)曲線上s為1.25mm所對應的荷載σs,按K30=σs/1.25計算得出,單位:MPa/m。
一、K30地基系數載荷試驗的適用條件和要求
對平板載荷試驗測試值大小的影響因素很多。包括填料的性質、級配、壓實系數、含水率、碾壓工藝、大干密度、佳含水量、試驗操作方法及測試面平整度等。為了規范試驗過程,提出了平板載荷試驗的適用條件和要求。
二、載荷板大小
K30平板載荷試驗適用于粒徑不大于載荷板直徑1/4的各類土和土石混合填料。
由于K30的荷載板直徑只有300mm.因此對所填路基土的顆粒粒徑和級配有一定的限值,否則顆粒粒徑過大,級配不均勻,K30的測試結果就會帶來較大的誤差,難以真實反映路基的壓實情況。根據秦沈客運專線的經驗,K30適用于均勻地基土(如粗、細粒土)地基系數K30的檢測,對于拌和較均勻的級配碎石也是符合測試要求的,而對于顆粒不均勻的碎石土,其K30檢測就難以得出準確可靠的測試結果。
三、有效深度范圍
K30平板載荷試驗的測試有效深度范圍為400~500mm。
由于K30平板載荷試驗成果所反映的是壓板下大約1.5倍壓板直徑深度范圍內地基土的性狀,因此要想真實全面地反映更深土層的情況,尚需結合其他的檢測手段進行綜合評定。
四、影響K30測試結果的因素
對于水分揮發快的均粒砂,表面結硬殼、軟化、或因其他原因表層擾動的土,平板載荷試驗應置于擾動帶以下進行。
影響K30測試結果的因素很多,但含水量變化是造成K30測試結果偶然誤差的主要因素,也就是說K30測試結果具有時效性。一般來說,控制在佳含水量附近施工,路基壓實系數較高,路基質量好,基床表面剛度較大,K30測試結果較高。但是由于受季節及天氣氣溫變化的影響,其水分的蒸發程度不同,含水量差別較大,因而含水量為一變量。實踐證明,碾壓完畢后,路基含水量大時,K30試結果就小;含水量小時,K30測試結果就高。由于擊實土處于不飽和狀態,含水量對其力學性質的影響很大。這就造成K30測試結果因含水量變化而離散性大、重復性差。為此,現場測試應消除土體含水量變化的影響。
五、時間
對于粗、細粒均質土,宜在壓實后2~4h內進行。
在進行K30測試時,發現不同時間的K30測試結果差別較大,尤其對級配碎石來講更為明顯。這是由于不同的檢測時間,其路基的含水量及板結強度不同。若在碾壓完畢后2~3d再進行K30測試,這樣雖然K30測試結果提高了,滿足了K30的設計要求。但這樣做會造成K30測試結果無可比性、不可信。因此,為了檢測路基填筑質量而進行的K30試驗,只有在碾壓完畢時一定時限內進行測試才有意義。
六、測試界面
測試面必須是平整無坑洞的地面。對于粗粒土或混合料造成的表面凸凹不平,應鋪設一層約2~3mm的干燥中砂或石膏膩子。此外,測試面必須遠離震源,以保持測試精度。
細粒土(粉砂、黏土)只有在壓實的條件下方可進行檢測。在不確定的情況下,要對地面不同深度進行檢測,地面以下深至d(d=承載板直徑)。
七、天氣因素
雨天或風力大于6級的天氣,不得進行試驗。
八、K30地基系數載荷試驗設備
荷載板:荷載板為園形鋼板, 其直徑為30cm、板厚為25mm。荷載板上應帶有水準泡。
加載裝置:
1)液壓千斤頂與手動油泵, 通過高壓油軟管連接。千斤頂頂端應設置球鉸,并配有可調節絲桿和加長桿件,以便與各種不同高度的反力裝置相適應。選用荷載應大于或等于50kN。
2)液壓油軟管長度至少為2m,兩端應裝有自動開閉閥門的快速接頭,以防止液壓油漏出。
3)手動液壓泵上應裝有一個可調節減壓閥,可準確地分級對荷載板實施加、卸載。
4)測壓表量程應達到大試驗荷載的1.25倍, 精度不低于0.6級。
5)當使用測力計直接測量加荷荷載時,測力計精度應達到1%。
反力裝置的承載能力應大于大試驗荷載10kN。
下沉量測量裝置由測橋和測表組成。測橋是用于安裝測表固定支架或作為測表量測基準面,由長度大于3m的支撐粱和支撐座組成,當跨度為4m時其截面系數應大于或等于8cm。測表宜配置3~4個精度為0.01mm的百分表或電子數顯百分表, 量程應不小于10mm, 每個測表應配有可調式固定支架。
其他:鐵鍬、鋼板尺(長400mm)、毛刷、圬工泥刀、刮鏟、水準儀、鉛垂、褶尺、干燥中砂、石膏、油、遮陽擋風設施等。
九、K30地基系數載荷試驗的校驗要求
測試地基系數時,應對儀器進行測試校驗。
新儀器進行試驗的三個月內,應每月標定一次,以作出相應誤差修正。當三次標定誤差小于±5%時,儀器進入穩定期。
儀器每次投入新工點或每年必須予以校驗一次。
十、K30地基系數載荷試驗試驗操作步驟
場地測試面應進行平整,并使用毛刷掃去松土。當處于斜坡上時,應將荷載板支撐面做成水平面。
安置平板載荷儀:
1)將荷載板放置于測試地面上,應使荷載板與地面良好接觸,必要時可鋪設一薄層干燥砂(2~3mm)或石膏膩子。當用石膏膩子做墊層時,應在荷載板底面上抹一層油膜,然后將荷載板安放在石膏層上,左右轉動荷載板并輕輕擊打頂面,使其與地面*接觸,與此同時可借助荷載板上水準泡或水準儀調整水平。
2)將反力裝置承載部分安置于荷載板上方,并加以制動。反力裝置的支撐點必須距荷載板外側邊緣1m以外。
3)將千斤頂放置于反力裝置下面的荷載板上,可利用加長桿和通過調節絲桿,使千斤頂頂端球鉸座緊貼在反力裝置承載部位上,組裝時應保持千斤頂垂直不出現傾斜。
4)安置測橋,測橋支撐座應設置在距離荷載板外側邊緣及反力裝置支承點1m以外。測表的安放必須相互對稱,并且應與荷載板中心保持等距離。
加載試驗:
1)為穩固荷載板, 預先加0.01MPa荷載,約30秒鐘,待穩定后卸除荷載,將百分表讀數調至零或讀取百分表讀數作為下沉量的起始讀數。
2)以0.04MPa的增量,逐級加載。每增加一級荷載,應在下沉量穩定后,讀取荷載強和下沉量讀數。
3)當總下沉量超過規定的基準值(1.25mm),或者荷載強度超過估計的現場實際大接觸壓力,或者達到地基的屈服點,試驗即可終止。
當試驗過程出現異常時(如荷載板嚴重傾斜, 荷載板過度下沉),應將試驗點下挖相當于荷載板直徑的深度,重新進行試驗。對出現的異常應在試驗記錄表中注明。
十一、K30地基系數載荷試驗試驗結果計算及制圖
根據試驗結果繪出荷載強度與下沉量關系曲線,
從荷載強度與下沉量關系曲線得出下沉量基準值時的荷載強度,并按下式計算出地基系數:
K30=σs/ss(1)
式中:
K30— 由直徑30cm的荷載板測得的地基系數(MPa/m),計算取整數。
--- σ-S曲線中ss =1.25′10m相對應的荷載強度(MPa)。
ss— 下沉量基準值(=1.25′10m)。
十二、試驗記錄格式
表1K30平板載荷試驗記錄
工程名稱 填料類型 試驗編號 工程地點 填層厚度 試驗日期 施工單位 檢測里程 試驗人員 荷載板直徑 檢測標高 試驗負責人 | |||||||
加載 順序 | 荷載 強度 σ(Mpa) | 油壓表 讀數 P壓(Mpa) | 下沉量s(mm) (百分表讀數) | 荷載板中心下沉量(mm) | |||
表1 | 表2 | 表3 | 平均 |
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預壓 | 0.01 |
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復位 | 0.00 |
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1 | 0.04 |
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2 | 0.08 |
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3 | 0.12 |
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4 | 0.16 |
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5 | 0.20 |
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6 | 0.24 |
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