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附錄H,凍土地基靜載荷試驗要點H,0 1、H。0。8.凍土地基靜載荷試驗內(nèi)容與要求，1。凍土是由固相、礦物顆粒，冰,液相、未凍水、氣相、水氣 空氣、等介質(zhì)所組成的多相體系，礦物顆粒間通過冰膠結(jié)在一起，從而產(chǎn)生較大的強度、由于冰和未凍水的存在,它在受荷下的變形具強烈流變特性。圖4、a。為單軸應(yīng)力狀態(tài)和恒溫條件下凍土典型蠕變曲線、圖4、b,表示相應(yīng)的蠕變速率，時間的關(guān)系、圖中OA是瞬間應(yīng)變 以后可以看到三個時間階段。第,階段AB為不穩(wěn)定的蠕變階段，應(yīng)變速率是逐漸減小的.第、階段BC為應(yīng)變速率不變的穩(wěn)定蠕變流。BC段持續(xù)時間的長短。與應(yīng)力大小有關(guān)，第，階段為應(yīng)變速率增加的漸進流。最后地基喪失穩(wěn)定性.因此可以認為C點的出現(xiàn)是地基進入極限應(yīng)力狀態(tài),這樣。不同的荷載延續(xù)時間。對應(yīng)于不同的抗剪強度 相應(yīng)于凍土穩(wěn)定流為無限長延續(xù)的長期強度 認為是土的標準強度.因為穩(wěn)定蠕變階段中.凍土是處于沒有破壞而連續(xù)性的黏塑流動之中.只要轉(zhuǎn)變到漸進流的時間超過建筑物的設(shè)計壽命以及總沉降量不超過建筑物地基容許值 則所確定的地基強度是可以接受的.2，凍土抗剪強度不僅取決于影響融化土抗剪強度的有關(guān)因素。如土的組成、含水率。結(jié)構(gòu)等 還與凍土溫度及外荷作用時間有關(guān)，其中負溫度的影響是十分顯著的、根據(jù)青藏高原風(fēng)火山地區(qū)資料 在其他條件相同的情況下，凍土溫度。1。5.時的長期黏聚力C1，82kPa，而。2.3,時C1,134kPa，相應(yīng)的凍土極限荷載Pu為420kPa和690kPa、可見。在整個試驗期間,保持凍土地基天然狀態(tài)溫度的重要性,并應(yīng)在量測沉降同時。測讀凍土地基在1b,1,5b深度范圍內(nèi)的溫度.b為基礎(chǔ)寬度。圖4、凍土蠕變曲線示意圖。3，根據(jù)軟土地區(qū)荷載試驗資料、承壓板寬度從50cm變化到300cm 所得到的比例極限相同，P0、02變化范圍在100kPa、140kPa.說明土內(nèi)摩擦角較小時，承壓面積對地基承載力影響不大 凍土與軟土一樣 一般內(nèi)摩擦角較小或接近零度，因而實用上也可忽略承壓板面積大小對承載力的影響，另外凍土地基強度較高,增加承壓板面積,使試驗工作量增加。因此，本要點規(guī)定一般承壓板面積為0 25m2、4、凍土地基荷載下穩(wěn)定條件可以從兩方面考慮。其一是根據(jù)凍土第，蠕變階段應(yīng)變速率減小的變形特性.要點規(guī)定當后4h應(yīng)變速率小于前4h的應(yīng)變速率時認為在該級荷載下變形已經(jīng)穩(wěn)定,可以加下一荷載,規(guī)定4h的應(yīng)變速率是兼顧了試驗精度和縮短試驗周期。其二是根據(jù)地基每晝夜累計變形值，1。中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所吳紫汪等的研究.認為單軸應(yīng)力下凍土應(yīng)力,應(yīng)變方程可寫成、式中 d.土質(zhì)受荷條件系數(shù),砂土d,10、3.黏性土d、1 8.2，5,D、T,凍土溫度，γ，試驗系數(shù) γ 2,t,荷載作用時間、min。β、試驗常數(shù).β.0、3 σ.應(yīng)力、kPa,α。非線性系數(shù).一般α,1。5,半無限體三向應(yīng)力作用時地基的應(yīng)變ε,按彈性理論有、式中，μ 凍土泊松比，取μ、0.25 w,剛性承壓板沉降系數(shù)，方形。圓形w、π，4.近似地取1、5倍承壓板寬度b作為載荷試驗影響深度h，則承壓板沉降值s為.式中,0，8982為考慮半無限體應(yīng)力擴散后1，5b范圍內(nèi)的平均應(yīng)力系數(shù).應(yīng)力σ取預(yù)估極限荷載Pu的1,8,按式.3，式、4 計算加載24h后的沉降值見表14,2、美國陸軍部冷區(qū)研究與工程實驗室提供的計算第，蠕變階段凍土地基蠕變變形經(jīng)驗公式為、式中 ε0.瞬時應(yīng)變,預(yù)估時可不計，θ.溫度低于水的冰點的度數(shù)，F(xiàn),σ、土體應(yīng)力。取預(yù)估極限荷載Pu的1,8。λ.m。K。w,取決于土性質(zhì)常數(shù)，對表15中幾種土查出λ,m,K和w的典型值、T、時間.h.求得應(yīng)變ε值后、仍用式，5,計算加載24h后凍土地基沉降s值計算結(jié)果見表14、表14、荷載試驗加載24h沉降值s.mm.分析上述兩種預(yù)估凍土地基加載24h后的沉降值 對砂土取0.5mm,對黏性土取1、0mm是能保證地基處于第.蠕變階段工作。表15。對應(yīng)于式，5。土性質(zhì)常數(shù)典型值,資料來源 美國陸軍部冷區(qū)研究與工程實驗室研究報告，252，R,1974