岩土工程勘察报告

1岩土工程勘察报告阅读(三)建艺分院建筑工程系2目录任务1基础分类与事故任务2土的物理性质指标任务3土的物理状态指标与分类任务5土的强度任务4任务7工程地质勘探报告土的压实任务6土的变形3任务4土的压实4土的压实工程意义击实试验影响压实的因素压实标准与控制5能操作压实试验能判断填土质量本任务目标6人们很早就用土作为建筑材料，而且知道要把松土击实。公元前200多年，我国秦朝修筑驰实（行车大道），就有用“铁锥筑土坚实”的记载，说明那时人们已经认识到土的密度和土的工程特性有关。一、工程意义7土的击实性是指土在反复冲击荷载作用下能被压密的特性压实的本质土料孔隙率减小，密实度提高1、击实机理：8土工建筑物，如土坝、土堤及道路填方是用土作为建筑材料填筑而成，为了保证填土有足够的强度，较小的压缩性和透水性。在施工中常常需要压密填料，以提高土的密实度和均匀性。填土的密实度常以其干密度来表示。在实验室内研究土的密实性是通过击实试验进行的。9重锤法:采用80～400kN的重锤，从很高处(8～20m)自由落下，对土体进行强力夯实的方法。101112青藏铁路压实路基广州白云机场扩建工程京福高速公路13电动击实仪手提式击实仪取样设备二、击实试验14轻型：粒径小于5毫米重型：粒径小于40毫米3947cmVKgG5.2cmH5.3025下，分三层击实32104cmVKgG5.4cmH7.4556下，分5层击实15击实仪16%#########2##2#2在使用本表格之前请先把你自已的盒号、盒质量填入“盒质量输入”表对应的单元格内在以后使用自动绘图表过程中，你只用在自动绘图表中填盒号，盒质量会自动填充。祥临公路临沧分指中心试验室木头人（QQ：21839421）合同段105.42.683.2试样风干含水量9.44.3g/cm3注：混合比重为：g/cm3饱和度校正后最佳含水量9.86.56.18.88.210.16.38.5%最佳含水量校正后最大干密度g/cm3最大干密度试验：计算：复核：监理：监理单位%%3.52.84.63.9击实试验报告试验编号报告日期承包单位工程名称祥临公路第9.994.4135.4103.9144.4106.0113.297.2109.094.923.13.33.84.85.76.96.98.68.99.6128.522.222.322.422.522.622.722.822.923.0138.4116.6157.7126.3166.9128.6135.9120.0131.9117.911119.9161.5131.1172.6135.5142.8128.6140.8456127.5789102.1292.1962.1202.0242.2202.3352.3002.2224833508350074837670067006700670011533117831170711537568101214342111272670045722.1002.0362g3g/cm3gggg%含水量水质量干试样质量含水量平均含水量盒质量%试验点号%预计含水量干密度筒+试样质量湿密度gggg/cm3干密度大于38mm颗粒含量取样地点击实次数筒质量湿样质量盒号盒+湿样质量盒+干样质量击实曲线图2.002.022.042.062.082.102.122.142.162.182.202.220.02.04.06.08.010.012.0含水量%最大干密度g/cm3171.含水率的影响对同一种土料，分别在不同的含水率下，用同一击数将他们分层击实，测定土样的含水率和密度，然后以含水率为横坐标，干密度为纵坐标，绘制击实曲线。从图中可以看出，当含水率较小时，土的干密度随着含水率的增加而增大，而当干密度增加到某一值后，含水率继续增加反而使干密度减小。干密度的这一最大值称为该击数下的最大干密度，此时对应的含水率称为最优含水率。三、影响击实效果的因素：182.击实功能的影响1.实验室中的击实功能是用击数来反映的，对同一种土，压实功能小，则能达到的最大干密度也小，最优含水率大；压实功能大，则能达到的最大干密度也大，最优含水率小2.用同一种土料在不同含水率下分别用不同的击数进行击实试验，就能得到一组随击数而异的含水率与干密度关系曲线。191、土料的最大干密度和最优含水率不是常数。最大干密度随击数的增加而逐渐增大，最优含水率则逐渐减小。但是这种增大或减小的速率是递减的，因而光靠增加击实功能来提高土的干密度是有一定限度的。2、含水率较低时击数的影响显著。当含水率较高时，含水率与干密度的关系曲线趋近于饱和线，也就是说，这时提高击实功能是无效的。填料的含水率过高和过低都是不利的，过高恶化土体的力学性质，过低则填土遇水后容易引起湿陷。203.土类和级配的影响同样的含水率情况下，粘性土的粘粒含量越高或塑性指数越大，越难于压实对于无粘性土，含水率对压实性的影响没有像粘性土那么敏感，其击实曲线与粘性土是不同的，在含水率较大时得到较高的干密度。因此在无粘性土的实际填筑中，同时需要不断洒水使其在较高含水率下压实。无粘性土的填筑标准，通常是用相对密实度来控制的，一般不进行击实试验级配良好的土易于压实，反之则不易压实21a.粘性土存在最优含水量ωop，在填土施工中应该将土料的含水量控制在ωop左右，以期得到ρdmax，通常取%)32(opb.工程上常采用压实度Dc控制（作为填方密度控制标准）%100maxdcD室内标准击实试验的填土的干密度Ⅰ、Ⅱ级土石坝Dc95~98%Ⅳ~Ⅴ级土石坝Dc92~95%4、压实标准与控制：①.细粒土压实标准22②.粗粒土压实特性与标准①不存在最优含水量；②在完全风干和饱和两种状态下易于击实；③潮湿状态下ρd明显降低。a.击实曲线特点:d20%b.理论分析对粗粒土，击实过程中可以自由排水，与细粒土不同。在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。c.压实标准常用相对密度控制Dr0.7~0.75施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和23[例1]某土料场土料的分类为中液限粘质土，天然含水量＝21％，土粒比重＝2.70。室内标准功能击实试验得到最大干密度＝1.85g/cm3。设计中取压密度＝95％，并要求压实后土的饱和度≤0.9。问土料的天然含水量是否适用于填筑？碾压时土料应控制多大的含水量。24[例2]某一施工现场需要填土,基坑的体积为2000m3,土方来源是从附近土丘开挖,经勘察土的比重为2.70,含水量为15％,孔隙比为0.60,要求填土的含水量为17％,干密度为17.6kN/m3,问:(1)取土场土的重度、干重度、和饱和度是多少？(2)应从取土场开采多少方土？(3)碾压时应洒多少水？填土的孔隙比是多少？25任务5土的强度26土的强度土的强度问题的工程背景抗剪强度试验抗剪强度指标的工程应用地基承载力27能测定抗剪强度指标能正确应用抗剪强度指标本项目目标28土的破坏主要是由于剪切引起的，剪切破坏是土体破坏的重要特点工程时间中与土的抗剪强度有关的工程主要有以下3类（1）土质土坝的稳定（2）构筑物环境的安全性问题（3）土工构筑物的稳定性问题一、土的强度问题工程背景29土坝、路堤等填方边坡以及天然土坡等，在超载、渗流乃至暴雨作用下引起土体强度破坏后将产生整体失稳边坡滑坡等事故。（1）土工构筑物的稳定性问题30新滩滑坡发生地点：湖北，长江方量：3000万方运动速度：10m/s运动距离：80m死亡人数：成功预报，无直接伤亡灾害影响：摧毁新滩古镇，毁坏房屋569间，农田780亩，涌浪高54米，浪沉机动船13艘，木船64只时间：1985年6月12日工程实例－土坡稳定31挡土墙、基坑等工程中，墙后土体强度破坏将造成过大的侧向土压力，导致墙体滑动、倾覆或支护结构破坏事故。（2）.构筑物环境的安全性问题32使基坑旁办公室、民工宿舍和仓库倒塌，死3人，伤17人广州京光广场基坑塌方33地基土体产生整体滑动而导致过大的地基变形甚至倾覆。（3）.建筑物地基承载力问题34建筑物地基承载力问题(图2)35建筑物地基承载力问题(图4)36工程实例－地基承载力问题加拿大特朗斯康谷仓：1911年动工1913年完工谷仓自重20000吨1913年10月17日发现1小时内竖向沉降达30.5厘米，结构物向西倾斜，并在24小时内倾倒，谷仓西端下沉7.32米，东端上抬1.52米产生原因：地基承载力不够，超载引发强度破坏而产生滑动。37工程实例－地基承载力问题美国纽约某水泥仓库：是近代世界上最严重的建筑物破坏之一位于纽约汉森河旁1940年水泥仓库装载水泥，使粘性土超载，引起地基土剪切破坏而滑动。倾斜45度，地基土被挤出达5.18米，23米外的办公楼也发生倾斜。38二、土的剪切试验方法1.直接剪切试验试验仪器：直剪仪（应力控制式，应变控制式）39应变式直剪仪垂直加载水平加载测微表量力环剪切盒40直剪试验库仑（1776）试验原理施加σ（=P/A），S量测（=T/A）上盒下盒PSTσ=100KPaSA41直剪试验库仑（1776）试验原理试验结果σ=100KPaSσ=200KPaσ=300KPaPSTA42Octanfcc粘聚力内摩擦角σ=100KPaSσ=200KPaσ=300KPa直剪试验库仑（1776）试验原理试验结果库仑公式：f：土的抗剪强度tg：摩擦强度-正比于压力c：粘聚强度-与所受压力无关43通过控制剪切速率来近似模拟排水条件PSTA(1)固结慢剪施加正应力-充分固结慢慢施加剪应力-小于0.02mm/分，以保证无超静孔压(2)固结快剪施加正应力-充分固结在3-5分钟内剪切破坏(3)快剪施加正应力后立即剪切3-5分钟内剪切破坏44设备简单，操作方便结果便于整理测试时间短优点试样应力状态复杂应变不均匀不能控制排水条件剪切面固定缺点PSTA类似试验：环剪试验:单剪试验:45土的抗剪强度构成：内摩擦力与粘聚力。c和φ称为土的抗剪强度指标（或参数）。在一定条件下c和φ是常数，它们是构成土的抗剪强度的基本要素，c和φ（tanφ为土的内摩擦系数）的大小反映了土的抗剪强度的高低。抗剪强度的构成因素：462.三轴压缩试验仪器设备：压力室，加压系统，量测系统等组成。47333333△△2.施加周围压力3.施加竖向压力1.装样应力状态48三轴压缩试验中砂土的剪切破坏状况49三轴仪简图试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石501、试验2、绘制破坏时的摩尔应力圆31破坏面3、绘制抗剪强度包线（做三个以上试验）抗剪强度包线tanf求抗剪强度指标tanf,C51土抗剪强度指标测定具体内容详见试验指导书52不固结不排水剪（快剪）cu、u（cq、q）粘土地基上快速施工的建筑物三、土的强度指标的工程应用软土地基上的快速填方土坝快速施工，心墙未固结53固结不排水剪（固结快剪）ccu、cu（ccq、cq）在天然土坡上快速填方水位骤降在1层固结后，施工2层1254固结排水剪（慢剪）ccd、cd（cs、s）粘土地基上慢速施工的建筑物粘土地基上的分层慢速填方稳定渗流期的土坝55四、地基承载力地基承载力特征值是指在保证地基稳定条件下，地基单位面积上所能承受的最大应力。影响因素：土性质、基础埋深与宽度、施工方法56任务6土的变形57土的变形土的压缩性引起的工程问题压缩试验建筑物的沉降观测与地基允许变形值土中自重应力及附加应力58能根据勘察报告判断土的压缩性能计算自重应力能说明房屋建造前后土中应力的变化本项目目标59定义：土的压缩性是指在压力作用下体积压缩变小的性能土的压缩主要原因：由于孔隙中水和气被挤出，土颗粒相互靠拢，致使孔隙体积减小而引起的。一、土的压缩性引起的工程问题60土具有变形特性荷载作用地基发生沉降荷载大小土的压缩特性地基厚度一致沉降（沉降量）差异沉降（沉降差）建筑物上部结