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浅析静力载荷试验的基本原理及作用(浅析静力载荷试验的基本原理及作用是什么)

导语:浅析静力载荷试验的基本原理及作用

静力载荷试验就是在拟建建筑场地上,在挖至设计的基础埋置深度的平整坑底放置一定规格的方形或圆形承压板,在其上逐级施加荷载,测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量,分析研究地基土的强度与变形特性,求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。

可见,静力载荷试验实际上是一种与建筑物基础工作条件相似,而且直接对天然埋藏条件下的土体进行的现场模拟试验。

所以,对于建筑物地基承载力的确定,比其他测试方法更接近实际情况;当试验影响深度范围内土质均匀时,用此法确定该深度范围内土的变形模量也比较可靠。

用静力载荷试验测得的压力P(kpa)与相应的土体稳定沉降量S(mm)之间的关系曲线(即P~S曲线),按其所反映土体的应力状态,一般可划分为三个阶段,如图。

第I阶段:从P~S曲线的原点到比例界限压力P0(P0亦称临塑压力)。该阶段P~S成线性关系,故称之为直线变形阶段。

在这个阶段内受荷土体中任意点产生的剪应力小于土的抗剪强度,土体变形主要由于土中孔隙的减少引起,土颗粒主要是竖向变位,且随时间渐趋稳定而土体压密,所以也称压密阶段。

第II阶段:从临塑压力P0到极限压力PU,P~S曲线由直线关系转变为曲线关系,其曲线斜率随压力P的增加而增大。

这个阶段除土体的压密外,在承压板边缘已有小范围局部土体的剪应力达到或超过了土的抗剪强度,并开始向周围土体发生剪切破坏(产生塑性变形区);土体的变形由于土中孔隙的压缩和土颗粒剪切移动同时引起,土粒同时发生竖向和侧向变位,且随时间不易稳定,称之为局部剪切阶段。

第III阶段:极限压力PU以后,沉降急剧增加。这一阶段的显著特点是:即使不施加荷载,承压板也不断下沉,同时土中形成连续的滑动面,土从承压板下挤出,在承压板周围土体发生隆起及环状或放射状裂隙,故称之为破坏阶段。

该阶段在滑动土体范围内各点的剪应力达到或超过土体的抗剪强度;土体变形主要由土颗粒剪切变位引起,土粒主要是侧向移动,且随时间不能达到稳定。

显然,当建筑物基底附加压力≤P0时,地基土的强度是完全保证的,且沉降也较小。而当基底附加压力大于P0小于PU时,地基土体不会发生整体破坏,但建筑物的沉降量较大。

静力载荷试验作用:

(1)确定地基土的临塑荷载P0、极限荷载PU,为评定地基土的承载力提供依据;

(2)估算地基土的变形模量E0、不排水抗剪强度Cu和基床反力系数Kv。

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