广州软土的静止侧压力系数k取值

浅析广州软土的静止侧压力系数K0xxx摘要土的静止侧压力系数K0为土体在无侧向变形条件下水平主应力与竖向主应力之比。目前国内可通过原位测试、室内测试以及经验换算等手段确定K0值。广州市软土的特性，使在地铁工程中K0的取值不能完全依赖经验值，确定K0值在广州市软土地区的地铁工程项目中具有重大的意义。Abstractstilllateralpressurecoefficientisdefinedastheratioofthehorizontalprincipalstresstotheverticalprincipalstresswhenthereisnotlateraldeformation.InChina,thevalueofK0canbecurrentlyacquiredbyinsitu-testing,laboratoryexperimentandexperientialconversion.However,theexperientialvalueofK0cannotbeappliedtothemetroprojectsproperlybecauseofthefeaturesofthesoftsoilinGuangzhou.Accordingly,itisofgreatsignificancetoacquirethepropervalueofK0intheGuangzhoumetroprojectsthatlocateinthesoftsoilarea.1．1土的静止侧压力系数K0研究的发展与现状土的静止侧压力系数K0为土体在无侧向变形条件下的水平主应力与竖向主应力之比,即原始应力状态下的水平向主应力与竖向主应力之比。在工程勘察设计中，土体静止侧压力系数K0是地下岩土工程设计的一个基本参数。目前国内确定K0值主要采取三类做法：(1)通过原位测试，间接或直接测得，主要有扁铲侧胀法和旁压法两种；(2)可以通过三轴仪和K0仪进行室内试验测定；(3)使用土的有效内摩擦角、泊松比、超固结比、塑性指数等参数，采取经验公式进行计算。目前，在实际工程施工中，各地基本都采用经验值，各个行业规范、手册、文献都给出了不同土类的K0推荐值。众所周知，K0受到土的物理性质、结构特性、应力历史、加荷和卸荷路径等因素的影响，所以单靠查表得到的经验值并不能正确反映地基土的真实应力情况，不能满足高质量设计的要求。[1][2]而且，同一个地区，不同的单位对同一土层采用的K0值差异也较大，这给工程设计、施工带来许多不便。室内试验中K0仪法较为方便，但已有研究表明橡胶膜厚度对试验结果有影响[3]，而且判稳时间难掌握，因此试验结果存在争议。而通过对全自动三轴仪进行程序设置实现侧向应力与垂直应力相等，结果相对可靠。[4]而原位测试与土工试验相比，没有取土样的扰动过程，不仅数据更加可靠而且大大缩短了试验周期。因此，原位测试在岩土工程勘察中被越来越广泛地应用。扁铲侧胀试验（DMT）是将近似矩形的局部具有松胀功能的扁铲贯入土中，测定地基土工程特性的试验方法，适用于松散、软弱土，当土的坚硬程度或密实程度增加，扁铲适应性变差。应用扁铲法测定软土的K0值已有多个先例。[5]~[7]应力铲最早由瑞典人Massarch于1975年研制使用，我国铁道部第四勘测设计院于1987年从日本OYO公司引进，并于1992年使其国产化，成功应用于实际勘察中。2000年10月通过铁道部鉴定，此技术列入《铁路工程地质原位测试规程》中。应力铲原理跟压力盒相近，形如铲子，将其插入地下，可直接测得地层中的水平总压力。[8]~[10]旁压试验是利用旁压器（探头）对钻孔内壁施加横向水平压力，使孔壁向外膨胀，直到破坏，从而得到压力P和水管水位下降量s直剪的关系由旁压曲线P-s可以求出K0，旁压试验适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土、极软岩和软岩等，在地层土颗粒较粗的地区应用较多。在深圳地铁2号线的勘察过程中应用旁压法确定K0值并总结出该地区不同土层的K0值的变化规律。[11]1.2广州市软土状况及其K0取值根据《岩土工程勘察规范GB50021-2001(2009版)》定义：天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土应判定为软土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。广州软土是由大量淤泥、淤泥质土等第四系海相沉积物堆积而成的。广州软土具有三角洲软土特性，由距今6ka以来沉积的第四系组成。同期沉积的软土层的沉积层理、组成成分相近，但沉积厚度、埋深以及有机质含量均存在较大差异。[12]软土的分布厚度从西北向东南逐渐加大，[13]至番禺南沙厚度加大至30m左右。[12]循研究表明贴，广州软消土具有以淋下特点渐：合1则）含水率掩大，孔隙耐比大狗；竹2眼）渗透性扒弱碍；舌3倘）压缩性残高好；母4壮）抗剪强陈度低，承笨载力低帽；达5狸）有机质洁含量高如；土6明）触变性止强，结构伪性强。恼[12]瞎~[14动]运目前，工俘程中普遍阻对雀K察0巴取经验值共，《城市厨轨道交通隔岩土工程回勘察规范证》和《工庙程地质手拌册》中推饥荐库的奖K蓝0魔值均迈为飘0.7流2巨，而实际霞操作中取踩值常挣为培0.6~花0.况7点。曾有学纺者对软土宪进行了大甚量室内三主轴试验，饱结果显示颜广州软驻土匠K垃0防为每0.64朽3~0.镇73液2殖。乎[15]最1.3滔K系0优取值在地猴铁工程上渴的重大晃意义与应耀用前景分染析位随着广州印市政建设荡的快速发镜展，地下乳空间开发阿已越来越尾受到重视驻，多条地沙铁线路的诚规划、勘冲察与建设亭正在进行所。植而在地铁赌项目里，烟确胃定杨K脱0胀值具有重纲大的意义辜：征1鸦）劫在隧道设较计中，由凭于屈K揪0梨能够反映丽出地基中巨水平应力陶的变化，跨由此可直亿接推算出雹作用在挡承土结构物咳上的压力每分布以及书工程安全攻性淘；哈2贵）盾构隧毕道的管片颜设计成功盆与否直接下关系到隧芹道的质量妈和寿命，防而管片的茎厚度主要反取决于荷嚼载条件。赛因此可靠狂的膝K蛾0栏值有助于资更合理地图设计管片亭，避免材交料的浪费堤和增加项新目成本规；咳3傻）由惠于牙K瑞0通对地层损捞失影响较援大，因贪此吹K文0码对地表沉欧降比较敏掠感，随豆着粒K赛0横的增加，哈地面最大西沉降将减轰少，两者乓呈非线性琴关系。关由于广州傲软土具有悄触变性是怎软土具有雪显著的结柔构性的表堵现，一旦他受到扰动认，其絮状亩结构遭到延破坏，土全的强度明载显下降，水甚至变成匹流动状态验，静置后懂强度又增鸣长懂，所以削其躁K株0担必然不是待一个固定欺不变的值背。由此可朱见，使用三规范推荐抛的经验值覆似乎并不死能够准确梨地反映隧玉道周围软园土的应力度情况。而忘室内试验义虽然现行听技术已经技相当成熟术，但是由巩于采样等构对土样造姑成了扰动储，试验过塌程中不可传避免的误复差等等，花试验测得巧的斯K巾0无值也不能林作为唯一羡的参考依帮据。因此虚，地铁项冬目中必须弱要进行原粒位测试，誓结合室内脂试验结果赌，方能得艰到相对可炭靠匆的门K拘0未值。趁可靠顿的押K亚0端值可为相幕近条件下姥的设计施数工项目（娱如地下隧哗道以及其岗他设计中柜的地铁线这路等）提缘供参考。立而且，长酒期监卧测谢K俘0非值，对地舍铁运营阶不段的石地表沉降打情况亦有娇一定指示尸意义，更筹有利于地俯铁隧道的塔监测维护许。屡主要参考灶文献扶姜安编龙枯,区郭云惨英找,葬高大毯钊惠.突静止土压篇力系数研德究执.瞒岩土工程昨技轮术眯,200铺3,6:刻354-侵359.幸杨金侨钟宿.播天津市浅济层土的静拴止侧压力嚷系很数乐K但0虹规律探淘讨姐.目河北工业五大学学正报督,200哀3,32堂(5):耕110-拆114.抢杨斌梢娟歇,革赵玉冶花渴.没胶膜对软桶粘土侧压滴力系闻数龙K榨0邪测试结果宏的影货响假.号地下工程渐与隧永道厌,200疮5,1:没16-1找8.凤李易涛凳.者确定软土绩静止侧压念力系并数饮K记0辞值的试验映方法探堂讨申.贡地下工程博与隧落道附,201勒2,1:间45-4炭7.性杨安超挡,珍汪扶稳延,醋傅志张斌垮,询孟庆登山日:节扁铲侧胀迹试验在滨茶海沉积软舞土中的应削用奴.邮水文地质淡工程地孔质澡,201夫0,37枣(2):枕79-8胡2.凉徐锤超卧,洋陈忠屿清驰,础邢皓细枫退,杜李潜伟潜:天扁铲侧胀停试验在地拥基处理效课果评价中察的应虫用绿.部水文地质哀工程地剑质稻,200布9,36慎(l):急100-案103.惯朱帆嫌济躲,妨於李暗军端.话扁铲侧胀狮试验确定气软土静止码侧压力系极数夜.栽市政技焰术源,200滨8,26呆(2):腿157-沫162.惊梁辽伟赖,归李全麻斌垂.岭原位应力相铲研制与舒应用方隆法酱.级工程勘呈察许,199鲜5,5:晋11-1矛5.源杜文笛山俩.过原位应力偏铲应用研膊究舰.雁铁道工程拉学密报游,199仇6,2:助405-疮412.镜彭俊雹伟漫.淡扁铲侧胀石试验与应上力铲试验副关系研土究盛.冒土工基办础替,201逗2,1:脆51-5作5.低余绿刚咬.驴旁压试验蚕在深圳地贞铁岩土工秃程勘察中罗的应模用酬.拳四川建厨材扩,201腊0(1)姨:252细-254妖.怀梁令息枝烦,酿童华胀炜巾.维广州软土水工程特性扁对比研哀究丹.脊山西建铸筑奉,200早7,33率(