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上浮极限状态下饱和土的浮力模型试验和理论分析

2019-08-14荣雪宁徐日庆冯苏阳朱亦弘

水文地质工程地质 2019年4期

荣雪宁,徐日庆,冯苏阳,朱亦弘,伍 璇

(1.南京理工大学机械工程学院,江苏 南京 210094;2.浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心,浙江 杭州 310058;3.浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江 杭州 310058;4.武汉市昌厦基础工程有限责任公司,湖北 武汉 430022)

学术界就饱和黏土中的长期浮力是否需要折减一直存在争议。理论上地下结构受到的水浮力与阿基米德浮力相同[1],然而一些国内外规范却允许对低渗透性土体中的浮力进行折减[2-5]。多名学者也用不同方法实测了浮力折减系数,得出的结论不尽相同[6-12]。梅国雄等[7-8,10]通过一系列实验测量了饱和黏土和砂土中的浮力折减系数,得到黏土中的浮力折减系数约为0.7,砂土无显著折减(约0.95)。崔岩等[6,11]、向科等[9]的实验则得出了不同的结论,认为饱和黏土和砂土中浮力均无显著折减。倪伟杰等[12]测量了饱和软黏土中的管道上浮力,认为饱和软土中的浮力折减系数与填土的抗剪强度有关,在饱和土强度很低时大于1(此时填土呈泥浆状,密度比纯水大),强度较高时则小于1。总的说来饱和土浮力的理论研究还不完善,实测结论也很不一致。故《岩土工程勘察规范》认为黏土中基础受到的浮力往往小于水头高度,然而该问题缺乏理论依据,只有掌握实测数据时才能进行一定折减[13]。

目前饱和土的浮力试验主要分为两大类,一类通过埋置的孔压计测量孔压,通过孔压计算浮力;另一类则不使用孔压计,直接通过上浮体的受力平衡分析计算浮力。……

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