静止侧压力系数取值的试验方法与流程

本发明属于岩土工程领域，涉及一种静止侧压力系数取值的试验方法。

背景技术：

1、在填方工程中，填筑施工前填方材料处于“存置”状态，存置越久时经历的降雨与暴晒次数越多，这会导致填方材料物理力学性质发生变化，增大填筑后的沉降值，进而影响填方体的变形以及整体稳定性；在填筑完毕后，填方材料同样会经历多次暴晒与暴雨，情况严重时同样会导致填方体产生变形并影响整体稳定性。

2、而目前在借助传统静止侧压力系数对填方材料的静止侧压力进行计算时，并未考虑干湿循环与加载先后顺序对计算结果的影响，这与实际情况不符，造成计算结果与现场实际情况有偏差，无法准确通过前期计算对填方体的变形和整体稳定性进行预估。

3、因此，获得符合实际的填方材料静止侧压力值，是亟待解决的工程技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种静止侧压力系数取值的试验方法，综合考虑干湿循环与加载顺序对静止侧压力系数的影响，以提高静止侧压力系数取值的准确性及便捷性。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种静止侧压力系数取值的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、(1)制备静止侧压力系数试验所需的试样；

5、(2)采用试验仪器分别进行“先干湿循环后加载”和“先加载后干湿循环”两种试验，得到试验结果(一)和试验结果(二)；

6、(3)将所述试验结果(一)进行相关性拟合，得到经过n1次干湿循环时“先干湿循环后加载”试验的静止侧压力系数将所述试验结果(二)进行相关性拟合，得到结果n2次干湿循环时“先加载后干湿循环”试验的静止侧压力系数和拟合参数a和b：

7、

8、

9、

10、

11、式中：n1、n2、n均为干湿循环次数；σ1为加载时的轴向压力，单位kpa；pa为标准大气压，单位kpa；

12、(4)根据上述(2)、(3)、(4)的公式，可以得到

13、

14、式中：σ为加载时的轴向压力，单位kpa；

15、(5)“先干湿循环后加载”试验所得系数比“先加载后干湿”试验所得系数大，将公式(1)与公式(5)作差可得经过n3次干湿循环后两种试验方法所得静止侧压力系数的差值

16、

17、式中：n3为干湿循环次数；

18、(6)将上述步骤(6)中公式中常数分别采用m、n、α、β字母进行表示，即可得到

19、

20、式中：m、n、α、β均为模型参数，可通过试验拟合得到。

21、可选的，“先干湿循环后加载”的试验步骤：制样→干湿处理→称重→组装→加载，其中“干湿处理”包括“浸泡→烘干”，步骤“干湿处理”进行至少两次。

22、可选的，“先加载后进行干湿循环”的试验步骤：制样→加载→干湿处理→称重→组装→加载，其中“干湿处理”包括“浸泡→烘干”，步骤“干湿处理”进行至少两次。

23、可选的，试验原料采用弱风化砂岩和泥岩。

24、可选的，砂泥岩配合比确定为：砂岩：泥岩＝7：3、砂岩：泥岩＝5：5、砂岩：泥岩＝3：7三种配合比。

25、可选的，通过对试验干密度和含水率进行设计，从而控制压缩实验的压实状态。

26、可选的，所述试验仪器采用单联式静止侧压力系数仪器，该试验仪器由轴向加荷系统、压力室顶部进出气管道、压力室圆筒、压力室顶部进水管道、顶盖、试样加载板、试样顶部透水石、试样放置室、环形透水石、水压力传感系统、土压力传感系统、透水石底侧进出水管道、陶土板气压力控制调节管道、陶土板底侧进出水管道、底座、承载台、陶土板组成，试样放置在压力室圆筒的试样放置室内进行试验，通过打开或关闭各管道的阀门来控制压力室与外界的水、气排放输入和输出。

27、可选的，所述试验的干湿循环次数在10次以内，加载时的轴向压力在1200kpa以内。

28、本发明的有益效果在于：

29、(1)该发明建立考虑干湿循环与加载顺序的静止侧压力系数试验方法，更贴近实际填土施工过程中土体的实际情况，获得符合实际的砂泥岩混合料静止侧压力值，以更加准确地确定填土方的变形、估算地基沉降、确定填土方的整体稳定性和耐压强度，进而判断填土体周边挡墙的水平力，防止土体的不均匀沉降。

30、(2)该方法通过多次不同轴向压力加载试验及函数拟合得到最终的拟合公式，可减少后续再次进行试验及函数拟合的步骤，更加快速地得到准确的静止侧压力系数取值，提高工作效率。

31、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种静止侧压力系数取值的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1中所述的静止侧压力系数取值的试验方法，其特征在于，所述“试验一”包括以下步骤：制样→干湿处理→称重→组装→加载，其中“干湿处理”包括“浸泡→烘干”，步骤“干湿处理”进行至少两次。

3.根据权利要求1中所述的静止侧压力系数取值的试验方法，其特征在于，所述“试验二”包括以下步骤：制样→加载→干湿处理→称重→组装→加载，其中“干湿处理”包括“浸泡→烘干”，步骤“干湿处理”进行至少两次。

4.根据权利要求1中所述的静止侧压力系数取值的试验方法，其特征在于，所述步骤s3中所述函数关系采用如下公式进行拟合：

5.根据权利要求4中所述的静止侧压力系数取值的试验方法,其特征在于，对所述函数中系数a、b进行函数拟合。

6.根据权利要求5中所述的静止侧压力系数取值的试验方法，其特征在于，采用如下公式对所述系数a、b分别进行拟合：

7.根据权利要求1所述的静止侧压力系数取值的试验方法，其特征在于，在所述步骤s4中，所述静止侧压力系数差值与干湿循环次数n、加载时的轴向压力σ、标准大气压pa的函数关系具体如下：

8.根据权利要求1所述的静止侧压力系数取值的试验方法，其特征在于，在所述步骤s1中制备试样采用的试验原料为弱风化砂岩和泥岩。

9.根据权利要求8所述的静止侧压力系数取值的试验方法，其特征在于，所述试验原料的配合比为：“弱风化砂岩：泥岩＝7：3”或弱风化砂岩：泥岩＝5：5”或“弱风化砂岩：泥岩＝3：7”。

10.根据权利要求1所述的静止侧压力系数取值的试验方法，其特征在于，所述试验仪器为单联式静止侧压力系数仪器，包括轴向加荷系统、压力室和承载台(16)；

技术总结
本发明涉及一种静止侧压力系数取值的试验方法，属于岩土工程领域。依次包括以下步骤：制备试样、通过试验仪器对试样进行试验、得到试验结果、将试验结果进行函数拟合、最终得到静止侧压力系数取值的相关计算公式；所述试验分为“先干湿循环后加载”与“先加载后干湿循环”两种试验加载方式，所述计算公式为静止侧压力系数与干湿循环次数N、加载时的轴向压力σ、标准大气压Pa的函数关系。本发明综合考虑干湿循环与加载顺序对静止侧压力系数的影响，以提高静止侧压力系数取值的准确性及便捷性。

技术研发人员：张晓阳,宋少贤,黄杰,曾榕彬,安萌,李辉,王俊杰
受保护的技术使用者：重庆市市政设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15