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原文传递一种黄土自重湿陷下限深度的测定方法

专利名称：	一种黄土自重湿陷下限深度的测定方法
摘要：	本发明公开了一种黄土自重湿陷下限深度的测定方法，该方法根据室内固结试验结果绘制出各深度层土样的e‑lgP压缩曲线，根据该压缩曲线确定黄土的先期固结压力；根据饱和状态下黄土的先期固结压力即为湿陷起始压力，推出欠固结黄土即为自重湿陷性黄土，因此，通过计算各深度层土样的超固结比(OCR)来判定土样的固结状态，由欠固结土样深度确定黄土的自重湿陷下限深度。与传统的室内压缩实验相比，大大缩小与室外实测值的测量误差，提高室内黄土自重湿陷下限深度的测量精度，为确定黄土的自重湿陷下限深度提供一条新的途径。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	长安大学
发明人：	井彦林;张旭彬;丁景园;明心凯;张志权;黄月;赵庄
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910711493.2
公开号：	CN110499751A
代理机构：	西安睿通知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	惠文轩
分类号：	E02D1/02(2006.01);E;E02;E02D;E02D1
申请人地址：	710061 陕西省西安市南二环中段33号
主权项：	1.一种黄土自重湿陷下限深度的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，选定自重湿陷性黄土场地，预估自重湿陷性土层深度；在自重湿陷性黄土场地开挖探井，并观察获取探井侧壁的地质分层信息；在所述探井的不同深度进行取土；其中，所述地质分层信息为探井侧壁的所有地质分层分界线的深度；步骤2，分别测定各深度层土样的密度、含水率、比重；采用固结仪对各深度层土样进行固结试验，得到各深度层土样的压缩变形量Δhi与荷载Pi的关系；步骤3，计算各深度层土样的自重应力；步骤4，根据各深度层的土样的相对密度、土样初始含水量和土样初始密度，计算每个深度层土样的每级荷载下的孔隙比ej；基于每个深度层土样的每级荷载下的孔隙比ej与其对应的荷载Pj，绘制e-lgP压缩曲线；通过Casagrande作图法在e-lgP压缩曲线上确定各深度层土样的先期固结压力Pc；其中，土样的相对密度即为步骤2测得的土样比重，土样初始含水量即为步骤2测得的土样含水率，土样初始密度即为步骤2测得的土样密度；步骤5，基于各深度层土样的的自重应力和对应的先期固结压力Pc，计算各深度层土样的超固结比OCR，并判断各深度层土样的固结状态；确定欠固结土样的最大深度层，判断最大深度层对应的深度与其下一层深度之间是否存在地质层分界线，若存在，则以该地质层分界线对应深度为黄土自重湿陷下限深度，若不存在，则以最大深度层对应的深度与其下一层深度的平均值作为黄土自重湿陷下限深度。 2.根据权利要求1所述的黄土自重湿陷下限深度的测定方法，其特征在于，步骤1中，所述预估自重湿陷性土层深度为：按照《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)中的黄土湿陷性测定方法进行室内压缩试验，即得。 3.根据权利要求1所述的黄土自重湿陷下限深度的测定方法，其特征在于，所述探井的深度为预估自重湿陷性土层深度以下3～5m。 4.根据权利要求1所述的黄土自重湿陷下限深度的测定方法，其特征在于，步骤1中，所述取土为：人工在探井侧壁剖面刻槽进行取土，从地面至探井井底在同一竖直线上沿探井深度方向依次取土，取土间隔为1.0m。 5.根据权利要求1所述的黄土自重湿陷下限深度的测定方法，其特征在于，步骤2中，所述分别测定各深度层土样的密度、含水率、比重，其具体为：按照《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)的相关规定进行测定；其中，土样的密度通过“环刀法”测定，土样的比重通过“比重瓶法”测定。 6.根据权利要求1所述的黄土自重湿陷下限深度的测定方法，其特征在于，步骤3，所述计算各深度层土样的自重应力，其具体步骤为：首先，计算各深度层土样的上覆土的饱和密度，其计算公式为：上式中，ρs表示土样的饱和密度，单位为g/cm3，ρd表示土样的干密度，单位为g/cm3，ρ为土样密度，w为土样含水率；Sr表示土样的饱和度，e0表示土样的初始孔隙比，ds表示土粒相对密度，wo表示土样初始含水量，ρw表示水的密度，ρ0表示土样初始密度；Gs表示土样比重；然后，根据各深度层土样的上覆土的饱和密度，计算各深度层土样的自重应力，其计算公式为：其中，Pi表示第i深度层土样的自重应力，n表示深度层土样的总层数，hi表示第i深度层土样的厚度，单位为m；γi表示第i深度层土样的饱和重度，且γi＝ρsig，ρsi表示第i深度层土样的饱和密度，单位为g/cm3；g表示重力加速度，单位为N/Kg。 7.根据权利要求1所述的黄土自重湿陷下限深度的测定方法，其特征在于，步骤4中，所述计算每个深度层土样的每级荷载下的孔隙比ej，其具体为：各深度层土样受压后的孔隙比的计算公式为：其中，ej表示土样在第j级荷载Pj作用下竖向变形稳定后的孔隙比，ΔHj表示土样在第j级荷载Pj作用下的稳定压缩量，H0表示土样的初始高度；e0表示土样的初始孔隙比，ds表示土粒相对密度，wo表示土样初始含水量，ρw表示水的密度，ρ0表示土样初始密度。 8.根据权利要求1所述的黄土自重湿陷下限深度的测定方法，其特征在于，所述计算各深度层土样的超固结比OCR，其计算公式为：其中，Pc表示土样的先期固结压力，Pg表示土样的饱和自重应力。 9.根据权利要求1所述的黄土自重湿陷下限深度的测定方法，其特征在于，所述判断各深度层土样的固结状态，其具体为：若OCR＝1.0，则判断为正常固结土；若OCR＞1.0，则判断为超固结土；当OCR＜1.0，则判断为欠固结土。
所属类别：	发明专利