粘性土的静止侧压力系数姜朴舒算建筑物地基的沉降量或地下桔构物的土压力,往往需要知道土的静止侧压力系数。砂土的静止侧压力系数变化范围不大,的为0.4一0.5,而粘性土的则较复杂,不仅与土的种类、密度、含水量等因素有关,井且与土的固桔时尚有关,随着土中发生固精作用,静止侧压力系数将逐渐降低,所似在一般手册或规范中列出的粘胜土静止侧压力系数,不能在各种情况下都适用,最好是通过侧压力拭脑直接测定。本文以粘土比较了电侧法与压力表侧法两种观侧侧压力的方法,认为电侧法准确,尤其是对坚硬的粘性土,其优点更为显著。关于侧压力系数随固精作用的变化,可以孔隙压力的消散加以解释,从而提出了侧定有效侧压力系数的方佚。(一)电刚法与压力表刚法款肺采用的侧压力仪在文献〔1)中已有祥远,原是用压力表观测拭样四周压力室中的水压力,郎所稠压力表测法。后来考虑到压力表用于观侧侧压力造成的改差而改装了电阻应变式压力变挽器,即所硝电侧法。关于电侧法在文献(2)中巳有群述。‘用这两种方法所测得的侧压力系教如图1所示。拭样为原状桔构的灰色粘土,取自I司一土层不同的深度,天然孔隙比为0.85一1.39,天然含水量为30一绍,7男,鲍和度都等于1或接近1。就输程序是按0.5、1.0、1.5、:.0公斤/厘米,逐极施加垂直压力,加压后立郎观测在每叛荷载下的压力,因为斌样的渗透性很小,藏输时固不长,在献漩过程中实际上不发生固桔排水,只同徉的藏撇程序比较了两种观测侧压力的方法。由图1可见,不渝孔隙比的’大小如何,鲍和粘土以电测法得到的静止侧压力系数苍都接近1,而以压力表侧法得到电吞尺法//产压力表沃法06匕0.昌乙之,4已的却随着孔隙比的减小而降低,只有当含水量很大时,例如大于流限,其精果才与电侧法相同。藏样的孔隙比愈小,两种观侧方法相差碍愈大。原因在于压力表内存有未排除的空气,当裁样受压时压力室中封阴的水进入压力表内补充了由于空气体积压缩而剩余的空简,因此引起藏样发生侧向膨胀,侧压力随着降低。这种影响对松软的粘性土棘小,如果粘土处于流动状态,因为容易改变形状适应侧向膨胀,所以侧压力总是等于垂值压力,藏一J夕一样侧向膨服实际_E没有影响,但是对坚硬的粘性土引起的侧压力减小极为显著,是不容忽戒的。如图2所示压力表侧法比电侧法所偏低的侧压力艳对值,孔隙比愈小压力表法偏低妥”·2今未0.吕矛。乙2I4E图2得愈多,最大竟达到0。2公斤/厘米2,豹占此时侧压力的20男。电测法的优点在于消除了引起献样侧向膨胀以及随着发生侧压力降低的可能性,符合静止侧压力发生的条件,所得的枯果较为合理,在砂土的献墩中早己得到过同样的桔渝‘2’。(二)固结作用与侧压力系数侧压力系数很大,如前所远,鲍和粘土接近于1。但凡和粘性土在施加垂直压力的瞬时,是当藏择发生固拮作用以后,侧压力系数将逐渐降低,最后达到一稳定值。这是因为土的侧压力如同垂直压力一样可以分为有效压力与孔隙压力二部分,在固粘过程中孔隙压力逐渐消散,因而侧压力逐渐降低,侧压力系数也逐渐降低。图3为一重塑软粘土(含水量32。5%)分别在垂道压力为0。5、1.0、1.5、2。0公斤/厘米2作用下不同固桔时简的侧压力变化。由图3可以得到不同固精时简垂直压力与侧压力的关系曲擞图4。由图4舒算出在施加垂直压力30秒后的侧压力系数为1.的,固桔度达到10%(图中机加)的侧压力系数为0.65,而娜小时的侧压力系数为0.45。不难看出,通常以总应力所定义一列、一矛6公手奋‘“患,。\、入、、、、卜一、~~一之之_\一、、飞~_一、‘-一口片,甲‘..勺.~~.,,...叫护..~俘t.o叨“研妇一曰-一.~创曰~_一为一‘,一万了Q一茄一方一’碗一弈一瑞.下‘别、l一o图3的侧压力系数若是与固枯度密切有关的,不可能祝为不随时周改变的常数)不能不考虑孔隙压力渭散对侧压力的影响。例如,在舒算地基沉降量或静止土压力时,取用的苍必须与所舒算情况的欧拮状态相符,这样在针算时可能不便,为此可采用按有效应力箭算的方法,考虑孔隙压力消散对应力的作用而取以有效应力表示的侧压力系数专’,若’不随固桔时尚改变。根据具肯浦《3)的就履,若垂直压力大于土击实时的予应力,岑是一常数。因此从有效应力的概念可以推出苍与梦的关系如下:公登悉图4·一、一‘一.专...
