DMT扁铲侧胀试验结果在固结控制中的应用
发布时间:2018-11-28
概要
       对于固结的敏感性,DMT扁铲侧胀试验被认为是比CPT(静力触探试验)高2倍(例如Schmertmann 1986, Balachowski 2015)。如今,固结之前及之后的DMT扁铲侧胀试验方法被越来越多地用于监测得到的模量和OCR。
       如同Schmertmann (1986)所指出的,更合理的设计标准是建立一个最小模量(例如MDMT   80 MPa 及以上),而不是最小并且难以确定的原位Dr。
       松散沙填土的固结通常会将MDMT / qc比率(反映超固结比)从MDMT / qc »5-12(OCR  1)增大到固结之后的MDMT / qc » 12-24(相当大的OCR)。
 
固结控制
       DMT扁铲侧胀试验方法被频繁应用于检验固结效果,通过将土体处理之前与处理之后的DMT结果相比较。固结通常由KD 和 MDMT 增大来反映。Schmertmann (1986) 发现固结产生的MDMT 大约为qc的两倍(MDMT的增大主要是因为KD的增大)。同样的这一趋势也被Jendeby (1992)观察到,对于松散沙子的固结,MDMT / qc 的比率不断增大,从固结之前的MDMT / qc »5-12增大到固结之后的MDMT / qc » 12-24(图2)。MDMT / qc随着固结不断增长(固结是施加应力历史的一种方法),原因是OCR使得MDMT比qc增大快(至少在石英砂中是这样)。这些发现被很多研究人员证实了,例如Balachowski (2015):“处理之后的MDMT比固结之前的MDMT平均高7.6倍。密实沙层中MDMT的平均增大量比相应的qc增大量要高2.3倍。”
       很多设计人员不仅想知道M,同时也想知道由于固结产生的OCR。颗粒状土体中的OCR可以根据MDMT / qc比率利用Monaco (2014)方程计算得到:
OCR = 0.0344 (MDMT /qc)2 – 0.4174 (MDMT /qc) + 2.2914 (1)
       如果设计人员想确认压实填土的超固结性质(例如Sharif 2015),就可以画出OCR –曲线或者替代的MDMT / qc –曲线。更多MDMT / qc – OCR关系的详细介绍将在“沙子中的OCR”这一节中给出。
       利用上面的公式计算OCR,对于设计人员来说是非常感兴趣的。然而:
       1. 在钙质沙子中,例如,固结可能会将土转化为“面团”材料,模量增长是缓慢的,因此上述公式可能不适用。
       2. 工程师通常对OCR感兴趣,对于设计,更多的兴趣在于模量(甚至即使在钙质沙中也是这样的)。
利用公式1计算OCR既需要DMT也需要CPT,但是计算M只需要DMT。这样,M不仅是最有用,同时也是较容易获得的参数。如同MDMT的可靠性,此处可以看到指示(全球沉积专家引述)。

 


图 1. MDMT/ qc (代替 OCR) 固结前后;
当 MDMT /qc >  12, 沙子明显超固结;
(a) Jendeby (1992)     (b) Balachowski 和 Kurek (2015)
 
       1986年,Schmertmann观察到,土体加固的主要目标是达到极限沉降,建立验收准则更合理的是以最小模量,而不是最小Dr,因为模量比Dr更接近目标。在Schmertmann描述的工作中,设计人员用最小MDMT验收准则替代了qc 到 Dr准则。相同地,Balachowski (2015)介绍了一个加固项目,“最小平均MDMT = 80 MPa固定下来被作为处理后土体的验收标准”。在这个项目中,最终证实了“固结土层的MDMT远远超过了验收标准”。
       采用最小MDMT验收标准的另一个好处是避免了原位Dr的计算,通常是难以确定
       Robertson 和 Campanella (1983)指出,希尔顿矿砂在Dr =60%时与蒙特雷沙子在Dr =40%时qc相同(请看下图),也就是说,没有一一对应的qc 到 Dr映射适用于所有沙子。


图2. 从qc得到Dr的各种不同关系示例
 
 
 
 
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