DB13T 6022-2024地基土快速加荷固结试验规程

地基土快速加荷固结试验规程2024-11-28实施2024-11-28实施河北省市场监督管理局发布I本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则一第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件提出单位：河北省水利厅。本文件起草单位：石家庄铁道大学、河北省水利工程局集团有限公司、河北正拓岩土工程有限本文件主要起草人：张力霆、丁红强、齐荣浩、靳中磊、张少雄、安喜坡、高翔、王艳龙、王小达、梅生启、刘越、崔钉丁、冯艳钦、何小军、闫婷婷、杨海林、靳素显、耿鑫鑫、李鑫、李保琦、张帅、马晓君。1地基土快速加荷固结试验规程本文件规定了地基土快速加荷固结试验的技术要求。本文件适用于地基土(细粒土)的固结试验，测定土体在荷载作用下产生变形的过程及相关固结参数。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB55017-2021工程勘察通用规范GB50021-2001岩土工程勘察规范(2009年版)GB/T50123-2019土工试验方法标准GB/T50125-2019工程岩土试验方法标准GB/T50145-2007土的工程分类标准TB10102-2023铁路工程土工试验规程YS/T5225-2016土工试验规程JTG3430-2020公路土工试验规程3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。4总体要求本方法适用于细粒土地基的压缩性指标和固结参数的测定，对细粒土中含有一定粘粒土的能够快速准确确定压缩性指标和固结参数。本方法是粘性土试样在侧限和轴向排水条件下，采用传统固结仪的加压系统与本方法所研制的固结容器组合，在瞬间加载方式下可快速确定粘性土试样的固结参数和固结速率。试样的制备可按GB/T50123-2019规定要求进行；测定试样的密度和含水率等与本文件有关的方法可按GB/T50123-2019规定要求进行，如果为非饱和，试验前需对试样进行饱和，试样饱和的方法按GB/T50123-2019规定要求进行。其他相关基础性试验须与现行国家标准常规关于固结试验和应变控制加荷固结试验等要求保持一致。5试验设备5.1本方法可采用传统的磅秤式高压固结仪、中高压多联固结仪、气压多联固结仪等。以磅秤式高压固结仪为例，本文件所述试验方法，除固结容器外，其余仪器结构和部件均采用原仪器设备系统。5.2特制的固结容器要求试样环刀和护环与刚性底座之间要密封，而且能够经受1.0MPa的内压不2标引序号说明：1--压环；2--传压板；3--上部透水石；4--土样；5--导向环；6--护环；7--环刀；8--橡胶密封圈；9--底部透水石；10--孔隙水压力量测位置；11--底座图1固结容器示意图6试验步骤6.1按GB/T50123-2019相关规定制备试样。6.2按GB/T50123-2019相关规定测定试样的密度和含水率。6.3按GB/T50123-2019相关规定对试样进行饱和。6.4按GB/T50123-2019相关规定测定饱和试样的密度和含水率。6.5将固结容器底部连接孔隙水压力传感器的阀门打开，用蒸馏水(或纯净水)排除底部滞留的气泡。并将容器底部透水板用蒸馏水(或纯净水)饱和，使水淹盖底部透水板，透水板上放置滤纸。6.6将装有饱和试样的环刀居中放置在固结容器底座顶部中心部位，将橡胶密封圈套在环刀外侧推到容器底座顶部贴紧底座，装压环扣住橡胶密封圈，装护环于压环上部并用压力螺栓杆穿过护环的预留孔与容器底座的螺栓孔连接拧紧，使环刀和压环与底座密封，装导向环于试样环刀顶部，试样顶部放置滤纸、透水板、加压盖板。将装好试样的固结容器放置到传统固结仪轴向加荷设备正中，将各部分妥善衔接。在组装固结容器时，孔隙水压力测量系统不应带入气体，否则将使测得的孔隙水压力具有滞后性，影响试验精度。6.7装上位移传感器(或百分表),并对试样施加1kPa的设置预压荷载，然后调整孔隙水压力和位移传感器初始读数或零读数。6.8选择适宜的荷载率。荷载率可按表1选择初步估计值。试验时，若呈现的超孔隙水压力值超出建议的范围，可调整荷载率。3表1荷载率塑性指数Ip塑性指数Ip<10(粉土)117～24(一般性黏土)110～17(粉质黏土)1>24(高塑性黏土)注：表中P1,P2为相邻两级荷载，P1为前一级，P2为后一级。6.9接通采集系统电源。将采集系统(一般采用多通道应变仪)与孔隙水压力传感器和位移传感器连接，采集初始读数。采集频率和时间间隔可参见本文件5.13;如采用人工采集数据，可将位移传感器更换为百分表。在所选定的竖向荷载率下，对固结容器的加压盖板施加轴向荷载并传递给试样，试样将产生同向变形。6.10对于粉土、粉质黏土等一般性黏土，荷载率为1,荷载等级如表2所示；对于高塑性黏土，荷载率为0.5,荷载等级如表2所示。最后一级荷载应大于土层的自重应力+附加应力之和100~200KPa。荷载等级(KPa)25、50、100、200、400、80高塑性黏土25、37、50、75、100、150、220、330、490、740、1100、1606.11需要确定地基土的先期固结压力P时，荷载率宜小于1,可采用≤0.5倍。最后一级荷载应大于1000kPa,使e~logP曲线下段出现直线段。6.12施加第一级荷载。第一级荷载的大小视土的软硬程度分别采用25或50kPa(第一级实加荷载应减去预压荷载)。试验设备如系杠杆加压框架式压缩仪，在试验过程中，应始终保持加压杠杆水6.13如需测定沉降速率确定固结系数C,加荷后可按下列时间顺序测记位移传感器(或量表)读数：6"、15"、1'、2'15"、4'、6'15"、9'、12'15"、16'、20'15"、25'、30'15"和36',如不需测定沉降速率确定固结系数，可按可按下列时间测记位移传感器(或量表)读数：10'、20'、30'。6.14每级荷载下压缩或固结25'或36',待孔隙水压力稳定。测记读数后，施加第二级荷载。依此逐级加荷至试验结束。6.15对于回弹试验，可在某级荷载下压缩或固结25'或36'后卸荷。卸荷时关闭孔隙压力测量系统，直至卸完为止。每次卸荷后的回弹测记标准与加荷相同，并测记每级荷载及最后无荷载时的回弹读数。回弹完成后，打开孔隙水压力测量系统，监测孔隙水压力，并允许其消散。6.16固结试验完成后，从固结仪中取出整个试样，用干滤纸吸去试样两端表面水分，称量、烘干，测定全试样试验后的干密度及含水率。7成果整理7.1按式(1)计算试样的初始孔隙比e₀w₀——试样的初始含水率(%);4Yw——水的重度(kN/cm³);7.2某级荷载t时刻试样的孔隙比e,按式(2)计算……H₀——试样初始高度(cm)。7.3试验过程中某级荷载t时刻的平均有效应力σ'按式(3)和式(4)计算 (3) (4)u₁——t时刻换算的试样平均孔隙水压力(kPa);u₂——t时刻测定的试样底部孔隙水压力(kPa)。7.4某级荷载范围内的压缩系数a、按式(5)计算7.5某级荷载范围内的压缩模量Es和体积压缩系数m,按式(6)和式(7)计算 (6) (7)7.6根据计算结果绘制单位沉降量S,或孔隙比e与有效应力σ'的压缩曲线。7.7根据试验结果绘制e~logσ'曲线，原状土的先期固结压力P的确定方法见图2,做e~logσ'OD与曲线的直线段C的延长线交于点E,则对应于E点的压力值即为该原状土的先期固结压力P。57.8压缩指数C.及回弹指数C.按式(8)计算…7.9固结系数的确定绘制另一条直线，令其横坐标为前一直线横坐标的1.15倍，则后一直线与曲线交点所对应的时间的平方即为试样固结度达90%所需的时间t90,按式(10)计算可得该荷载作用下的固结系数Cv。6t,0——某级荷载下固结度达到90%时对应的时间(分)。图3时间平方根法确定固结系数7.9.3时间对数法计算可得该荷载作用下的固结系数Cv。h,——某级荷载下试样最大排水距离，在本试验中等于试样厚度(cm);t₉0——某级荷载下固结度达到50%时对应的时间(分)。A7