后续变形与超载作用时间的关系 对某一超载量Ps,将不同的超载作用时间ts(s)及其对应的实测后续变形Sr绘于半对数坐标上,如图2(a),(b),(c),(d),(e)。由图可见,超载作用时间ts越大,总的趋势是Sr越小。Sr与lgts可近似用双曲线的关系来描述:Sr=a b/lgts (2)
式中a,b均为待定常数,Ps不同,a,b也不同。 用最小二乘法对实测数据按式(2)进行回归处理,所得结果列于表2。图2(a),(b),(c),(d),(e)中的实线即为回归曲线。
表2 Sr-lnts的回归处理结果
Table 2 The values of a and b gainedfrom regression analysis
Ps/kPa5a/0.01 mm-10.7-25.8-18.2-33.9-67.8b/0.01 mm90.3178.5105.2216.9336.8相关系数0.580.870.990.910.89 由表2可见,除了Ps=50 kPa外,其余各组的相关系数均在0.8以上,说明式(2)较好地反映了Sr与ts的关系。4.2 超载比与最佳超载作用时间的关系 所谓最佳超载作用时间是指地基经过超载预压后,建筑物在使用期限内所产生的后续沉降为容许沉降值所对应的超载作用时间。本文令容许的后续变形为0,因此在图2的各拟合曲线中,令Sr=0,可求出各Ps下对应的最佳超载作用时间t0p。结果于列表3和图3。
表3 Sr=0时Ps所对应的t0p值
Table 3 The values of t0pcorresponding withdifferent value of Ps when Sr=0
Ps/kPat0p/min77.317.05.39.92.4
图3 t0p-Ps/Pf关系曲线Fig.3 t0p-Ps/Pf curve
由图3可见,t0p-Ps/Pf可近似用下式描述为
式中c,d,β皆为待定常数。将表3数据按式(3)进行回归处理,得β=4.5,c=3.38 min, d=0.15 min,相关系数r=0.9963。 图3表明,随着超载比的增大,t0p迅速下降,并逐渐趋于某一渐近值。这个结论对工程有一定的参考价值。4.3 工程应用探讨 本文的试验是在固结仪上进行的,与实际工程有差别,因此以下问题值得注意: (1)随着土质、加荷速率、受压土层厚度、排水条件等不同,式(2)和式(3)中的系数a,b,c,d及β也将发生变化。试图通过无量纲化来消除这些因素的影响是不可靠的,因为要想无量纲化,就得涉及模型的选择,而模型是对实际土质的简化假设,不可能反映各因素间的相互影响。 如果选择太沙基模型,则可以将时间t(以及ts,t0p等)化为时间因素Tv,后续变形S
对于分级施加的荷载,可以用改进的太沙基方法或改进的高木俊介法[2]计算超载卸除时土样所达到的平均固结度,这样又可得出最佳平均固结度0p与超载比Ps/Pf的关系。根据这个思路,由本文的试验资料绘制了0p-Ps/pf关系曲线(如图4中的实线)。同时绘出了按进行卸载控制的-Ps/Pf关系曲线(图4中的虚线所示)。由图可见0p>(当Ps/Pf一定时)。由图4可以预测,当Ps/Pf一定时,用太沙基理论反推出的t0p将比表3中的数据要小很多。 (2)在固结仪上进行的试验可看成一维压缩,这与大面积场地堆载时中间部分的变形情况类似。因此,本文的试验成果仅供大面积场地堆载时参考。 (3)本文的试验每级加荷幅度较大,而工程中荷载的增加必须考虑地基的稳定性。加荷速率对本文的试验结果有什么影响,有待于作进一步的研究。 (4) 对砂井地基,可按文献[2]中的方法计算地基的平均固结度。