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附錄H。凍土地基靜載荷試驗(yàn)要點(diǎn)H，0,1。H。0,8 凍土地基靜載荷試驗(yàn)內(nèi)容與要求,1 凍土是由固相，礦物顆粒、冰.液相、未凍水 氣相,水氣,空氣 等介質(zhì)所組成的多相體系。礦物顆粒間通過冰膠結(jié)在一起.從而產(chǎn)生較大的強(qiáng)度.由于冰和未凍水的存在.它在受荷下的變形具強(qiáng)烈流變特性,圖4。a。為單軸應(yīng)力狀態(tài)和恒溫條件下凍土典型蠕變曲線。圖4，b,表示相應(yīng)的蠕變速率 時(shí)間的關(guān)系 圖中OA是瞬間應(yīng)變 以后可以看到三個(gè)時(shí)間階段 第 階段AB為不穩(wěn)定的蠕變階段，應(yīng)變速率是逐漸減小的，第。階段BC為應(yīng)變速率不變的穩(wěn)定蠕變流。BC段持續(xù)時(shí)間的長短，與應(yīng)力大小有關(guān).第,階段為應(yīng)變速率增加的漸進(jìn)流 最后地基喪失穩(wěn)定性、因此可以認(rèn)為C點(diǎn)的出現(xiàn)是地基進(jìn)入極限應(yīng)力狀態(tài) 這樣 不同的荷載延續(xù)時(shí)間,對應(yīng)于不同的抗剪強(qiáng)度、相應(yīng)于凍土穩(wěn)定流為無限長延續(xù)的長期強(qiáng)度,認(rèn)為是土的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 因?yàn)榉€(wěn)定蠕變階段中,凍土是處于沒有破壞而連續(xù)性的黏塑流動(dòng)之中,只要轉(zhuǎn)變到漸進(jìn)流的時(shí)間超過建筑物的設(shè)計(jì)壽命以及總沉降量不超過建筑物地基容許值.則所確定的地基強(qiáng)度是可以接受的、2,凍土抗剪強(qiáng)度不僅取決于影響融化土抗剪強(qiáng)度的有關(guān)因素。如土的組成.含水率。結(jié)構(gòu)等,還與凍土溫度及外荷作用時(shí)間有關(guān)。其中負(fù)溫度的影響是十分顯著的 根據(jù)青藏高原風(fēng)火山地區(qū)資料 在其他條件相同的情況下 凍土溫度 1,5,時(shí)的長期黏聚力C1,82kPa.而 2,3，時(shí)C1.134kPa、相應(yīng)的凍土極限荷載Pu為420kPa和690kPa、可見，在整個(gè)試驗(yàn)期間,保持凍土地基天然狀態(tài)溫度的重要性、并應(yīng)在量測沉降同時(shí)、測讀凍土地基在1b.1。5b深度范圍內(nèi)的溫度,b為基礎(chǔ)寬度.圖4。凍土蠕變曲線示意圖.3,根據(jù)軟土地區(qū)荷載試驗(yàn)資料、承壓板寬度從50cm變化到300cm，所得到的比例極限相同,P0 02變化范圍在100kPa.140kPa、說明土內(nèi)摩擦角較小時(shí),承壓面積對地基承載力影響不大,凍土與軟土一樣,一般內(nèi)摩擦角較小或接近零度.因而實(shí)用上也可忽略承壓板面積大小對承載力的影響.另外凍土地基強(qiáng)度較高。增加承壓板面積 使試驗(yàn)工作量增加、因此、本要點(diǎn)規(guī)定一般承壓板面積為0 25m2.4 凍土地基荷載下穩(wěn)定條件可以從兩方面考慮 其一是根據(jù)凍土第.蠕變階段應(yīng)變速率減小的變形特性，要點(diǎn)規(guī)定當(dāng)后4h應(yīng)變速率小于前4h的應(yīng)變速率時(shí)認(rèn)為在該級荷載下變形已經(jīng)穩(wěn)定?？梢约酉乱缓奢d、規(guī)定4h的應(yīng)變速率是兼顧了試驗(yàn)精度和縮短試驗(yàn)周期，其二是根據(jù)地基每晝夜累計(jì)變形值 1.中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所吳紫汪等的研究 認(rèn)為單軸應(yīng)力下凍土應(yīng)力.應(yīng)變方程可寫成 式中,d，土質(zhì)受荷條件系數(shù)、砂土d。10 3。黏性土d.1 8.2，5，D。T，凍土溫度、γ。試驗(yàn)系數(shù)、γ、2、t 荷載作用時(shí)間 min，β.試驗(yàn)常數(shù).β。0,3.σ，應(yīng)力.kPa.α 非線性系數(shù),一般α、1，5。半無限體三向應(yīng)力作用時(shí)地基的應(yīng)變?chǔ)?按彈性理論有。式中 μ,凍土泊松比,取μ.0,25 w 剛性承壓板沉降系數(shù).方形.圓形w。π 4.近似地取1.5倍承壓板寬度b作為載荷試驗(yàn)影響深度h、則承壓板沉降值s為。式中、0,8982為考慮半無限體應(yīng)力擴(kuò)散后1、5b范圍內(nèi)的平均應(yīng)力系數(shù).應(yīng)力σ取預(yù)估極限荷載Pu的1.8、按式.3。式。4、計(jì)算加載24h后的沉降值見表14 2。美國陸軍部冷區(qū)研究與工程實(shí)驗(yàn)室提供的計(jì)算第、蠕變階段凍土地基蠕變變形經(jīng)驗(yàn)公式為。式中.ε0 瞬時(shí)應(yīng)變。預(yù)估時(shí)可不計(jì).θ,溫度低于水的冰點(diǎn)的度數(shù) F、σ、土體應(yīng)力，取預(yù)估極限荷載Pu的1、8，λ.m,K.w、取決于土性質(zhì)常數(shù).對表15中幾種土查出λ m,K和w的典型值 T、時(shí)間。h、求得應(yīng)變?chǔ)胖岛?仍用式.5.計(jì)算加載24h后凍土地基沉降s值計(jì)算結(jié)果見表14，表14。荷載試驗(yàn)加載24h沉降值s mm、分析上述兩種預(yù)估凍土地基加載24h后的沉降值、對砂土取0。5mm.對黏性土取1。0mm是能保證地基處于第。蠕變階段工作 表15，對應(yīng)于式、5 土性質(zhì)常數(shù)典型值.資料來源 美國陸軍部冷區(qū)研究與工程實(shí)驗(yàn)室研究報(bào)告，252 R、1974