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利用现场实测地基孔隙水压力控制不锈钢储罐地基稳定

作者:镇田机械 时间:2019-05-11 08:55
利用现场实测地基孔隙水压力控制不锈钢储罐地基稳定 地基孔隙水压力消散是影响地基稳定和沉降的重要因素之一,因此在软土地基储罐设计中,地基孔隙水压力消散的计算问题是其中的一个 信息摘要:

利用现场实测地基孔隙水压力控制不锈钢储罐地基稳定

地基孔隙水压力消散是影响地基稳定和沉降的重要因素之一,因此在软土地基储罐设计中,地基孔隙水压力消散的计算问题是其中的一个不可缺少的重要环节。在现场控制储罐的加荷速率时,要观察孔隙水压力的变化情况反过来控制加荷速率。以往按孔隙水压力与充水荷重之比的B小于0.6作为加荷条件,来控制地基的稳定。通过多年实测,并进行大量计算,B小于0.6不一定是最合适的,尚可进一步探索胍基乙酸含量值。

1.地基孔隙水压力消散计算公式

对于多级逐渐加荷按下式计算出“0”情况任意时刻孔隙水压力值.

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计算步骤程序为计算k。系数、计算P·、确定各级荷载在各时段上的时间和分别计算测点在各时刻孔隙水压力。

这样在各级荷载作用下,地基孔隙水压力在不同时刻的大小即可计算出来。

 

2.关于孔隙水压力系数

土体在外加荷载作用下产主的孔隙水压力U的规律性,可以用孔隙水压力系数A、B表达。这通常是在三轴不排水试验中测定的。如图4-14所示,作用在土体上的主应力为o1及Q2=03,在不排水条件下增加到a1+Ag;及+Ao3。这时孔隙水压力从原来的数值Uo增加到uo+△uo,可以用下式来表达孔隙水压力增量。

Au=B[A3+A(△1-Ag3)](4-45)式中,B、A为孔隙水压力系数,见图4-15及图4-16。系数B反映由于周围等向压力(或者称静水压力)的孔隙水压力增量,饱和粘性土的B值接近于1,见图4-15。系数A反映偏应力增量△01-△a3的影响,见图4-16(a)及(b)。

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图4-16(a)表示试样的偏应力1-3与轴向应变1的关系,产生的孔隙水压力增量AU与的关系,以及由此求得A值与c;的关系。图中表示正常压密土N。与超固结土(这里是超固结比OCR=8)的曲线很不相同,这是由于前者剪切时趋于体积收缩,后者有剪胀性。从图中也可以看出A值是在加荷过程中不断变化的,因此常取破坏时的数值A,作为计算参数,超固结土的A值及Ar值都可以是负值,见图4-16(a)及(b)。

图4-16(c)表示计算分析的结果,当孔隙水压力u对覆盖压力rn之比增大时,安全系数F,值降低,具有线性关系。

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在工程实践中,可取B值不超过某限值≤0.6,作为提供稳定分析所需的数据,也可用作直接判断施工是否安全的粗略标准。关于公式(4-46)的应用,可近似地取储罐充水荷载P作为大主应力增量Ac1。有时也取值为地基土中的孔隙水压力U与覆盖压力r,之比,即图4-16(c)的横坐标r.=兰,这主要是应用于路堤、上坝等工程中。应当注意,这些仅仅是简化的经验规则。以上关于孔隙水压力系数A、B的考虑,有一个理论上的缺点,即忽略了中主应力2的影响,更合理的解是通过八面体法向应力及八面体剪应力来表达孔隙水压力的数值。

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八面体应力见图4-17(d),也就是在一个与主应力平面等倾斜的平面abc上的法向应力ag及剪应力el,可证明为

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3.地基孔隙水压力消散计算

地基孔隙水压消散的计算包括三个方面,首先是怎样估算在外加荷载作用下的地基应力增量,以及相应的起始孔隙水压力(更恰当的说法应当是起始超孔隙水压力);其次是固结过程,即孔隙水压力消散的过程;第三是分级逐渐加荷条件下的孔隙水压力增长和消散计算。

在古典的单向固结理论中,把竖直向附加应力a,作为起始孔隙水压力。这样可以计算某一土层在某一时间t的固结度。

U=1-ae-8(4-48)式中,a,β可按公式计算,也可以从实测沉降反算求得β值。另外,也可以考虑地基土层内深度:在某一时间:的孔隙水压力a及固结度U,。例如,关于单向固结“0”型的理论计算数值,示于图4-18中。

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更合理的分析方法是计算地基土中的八面体应力l,a,充水荷载量A0,△x以及由此产生的孔隙水压力增量△u。储罐地基应力是比较简单的轴对称问题,已经有完整的计算数字表[可参考。由此可以根据公式(4-47)及(4-47a)计算应力及应力增量。然后,从室内试验孔隙水压力系数A、B并按公式(4-48b)求得系数a、B或a'、“值,由此即可按公式(4-48)或(4-48a)计算得到地基内任意一点的孔隙水压力增量AU。关于如何考虑分级逐渐加荷条件下的孔隙水压力积聚和消散,可参考关于沉降速率计算的方法,但这只能用于比较简单的条件,如单向固结、砂井固结等。关于这一问题,这里不作详细论述。

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