软质岩石地基承载力的试验分析胡翔

软质岩石地基承载力的试验分析胡翔

新疆建筑科学研究院(有限责任公司)830054

摘要:地基承载力试验是判断地基稳定性的一种重要方式,对于明确建筑规模、设计建筑基础等方面具有重要的参考性作用,因此本文以某区域软质岩石地基为例,对其地基承载力进行荷载试验及室内饱和单轴抗压强度试验,并就试验结果进行分析,以确定该地区的软质岩石地基承载力。

关键词:软质岩石;地基承载力;荷载试验

前言

软质岩石是抗压强度不足30MPa的地质体,对其承载力加以判断并明确,能够在进行建筑地基设计时,避免由于设计的不合理而导致的沉降情况以及给建筑主体带来的结构破坏,避免造成较大的损失,因而地基承载力的试验工作是极为重要的。

1.岩石地基荷载试验

1.1试验过程

岩石地基荷载试验是通过以承压板逐级增加负荷,并对地基沉降情况进行实时测量,通过测量结果来绘制p-s曲线来表现地基的受力情况。岩石地基的荷载试验中,采用较为简便、安全的深层平板荷载试验方式,以井外堆载、井内传力、井上测量的方式。试验中所用的器具包括:立卧两用千斤顶、承压板、深度百分表、钢管与钢制轨道梁等。此外,以沙袋作为主要堆载设备。根据《建筑地基基础设计规范》的规定,承压板使用圆形钢制承压板,其直径为Φ30cm,以无缝钢管作为主要的传力装置,其规格为厚Φ21.9cm×1.2cm,长200cm。

试验过程对场地及环境有一定要求,根据试验具体设计方案,在试验中需要注意的问题包括:①对测量仪器及设备进行详尽检查,严格调试深度百分表等仪器;②保证各堆载沙袋的重量一致,逐级加荷的过程可以分为10级,将第一级加荷的重量设置为地基理论荷载能力的五分之一,其后每级的加荷重量均为理论荷载能力的十分之一。加荷过程选用单循环方式,逐级增加荷载,直至承压板被破坏,过程中不断记录深度百分表数值,承压板破坏之后,要逐级卸下荷载。此外,加荷过程中如果出现地基沉降速率不断增大、压力无法增加、压力增加但不断产生变动,则需停止加荷;③在卸下荷载时要不断观测并记录百分表数值,按照加荷时的两倍重量进行逐级卸载,每级卸载需要测读三次,堆载卸载完毕之后,深度百分表的数值回弹每30分钟小于0.001cm时,即表示地基情况回归平稳。

1.2试验结果

试验地区的岩土情况,属于中风化-强风化的较软岩,对该地区软质岩石地基承载力进行试验之后,对试验结果加以分析,继而判断地基的承载情况,从而为接下来的地基基础设计与施工提供参考依据,通过试验结果可以得出以下结论:①该地区的岩石地基承载力的特征值难以确定,在逐级加荷的作用下,该地区软质板岩岩石地基的变形情况具有一定的非线性特征;②地基承载力的极限值难以确定,但可以确定的是,当荷载濒临地基的承载能力时,地基在荷载作用下其形状发生急剧变化;③地基类型为中风化板岩岩石时,其承载力的极限约为5395-7000kPa,这种情况下地基沉降的最大数值在0.2-0.65cm之间,能够判断的是中风化板岩岩石相对紧致,不具备较大的压缩性,但承载能力比较平稳;④地基类型为微风化板岩岩石时,其承载力的极限约为9000-18000kPa,地基沉降的最大数值在0.2-0.35cm左右,不难判断,这一数值的浮动区间较小,岩石较为紧致,不具备很强的压缩性,能够直接承受基础荷载,持力较好;⑤根据地基承载力的卸载试验,可以得知该类型地基实现弹性变形的时间较短,其弹塑性特征较为明显。

2.室内饱和单轴抗压强度试验

2.1试验过程

对该地区软质岩石地基进行室内饱和单轴抗压试验,实施通过对岩石试块进行饱和处理之后,使试块出于单方面承压的情况下,对其发生结构破坏时的极限承压能力进行测量与判断的试验,这一试验中会受到岩石成分、结构与组织等因素的影响,通常而言,岩石结构均匀、组织紧致、矿物成分细致,其结构之间、成分之间的粘结性更加,因而岩石具有更大强度。岩石试块取材于钻孔岩芯,在试验中严格按照《建筑地基基础设计规范》来进行。

试验中将试块放置于YAW-3000微机控制电液伺服压力试验机的承压中心部位,并加以调整使之能够向试块施加均匀的压力。在试验过程中,以0.6MPa/s的速率施加荷载,并对试验前后的试块情况进行图像及文字记录。对岩石单轴抗压强度的确定可以按照R=P/A的方式加以明确,其中,R为单轴抗压强度,以MPa为单位,P在岩石破坏时的最大荷载,以kN为单位,A是试块的横截面积,是与试块的受力方向相垂直的,以㎡为单位。通过试验结果能够得出试块抗压强度的均值、标准值及其他系数。其抗压强度标准值为:

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