网站首页  词典首页

标题	浅析BST原位钻孔剪切仪在红山水库中的应用
范文	胡开富+马华安+韦耀东 摘要：在红山水库除险加固中运用BST原位钻孔剪切仪确定的土体抗剪强度指标（c值，φ值）与室内剪切试验确定的土体抗剪强度指标进行对比，发现BST原位钻孔剪切仪具有测试时间短，现场检测设备的精度可以满足要求，理论和方法也是正确的。 关键词：BST；原位钻孔剪切仪；红山水库；土体抗剪强度 中图分类号：TV212文献标志码：A文章编号： 1672-1683（2015）001-0102-03 Application analysis of in-situ borehole shear apparatus in Hongshan reservoir HU Kai-fu，MA Hua-an，WEI Yao-dong （Institute of water resources and hydropower research in yunnan province，Kunming 650228，China） Abstract：Through the comparison for the soil shear strength index （the values of c and φ） in the use of BST in reinforcement of Hongshan reservoir andindoor shear test ，we found that the borehole shear apparatus has short testing time ，the accuracy of field test equipment meet the requirements and the theory and method is correct. Key words：BST；in-situ borehole shear apparatus；Hongshan reservoir；the soil shear strength BST原位钻孔剪切试验（Borehole shear test）设备原型是1967年美国爱荷华州立大学研制的，可测求土体原位抗剪强度参数。试验方法已列入ASTM标准，在美国、日本应用的较多，是目前国内外最先进的设备。土体抗剪强度指标（c值，φ值）是工程设计的基础和重要指标，通常测定土体抗剪强度指标采用的是室内剪切试验，需要几个小时甚至几天时间进行试验，而且通过现场取样，试样制作等等过程，对土体扰动非常大，测试结果和实际结果出入较大，而使用BST原位剪切仪器测试过程只需30～60 min，测试后马上可以得出测试结果，而且是在现场钻孔测试，对土体扰动降到了最小，测试结果更加接近实际结果[1]。 1BST原位钻孔剪切仪的原理及特点 仪器工作原理：剪切头被放置钻孔内制定深度，可伸开的齿状剪切头被打开，施加正应力使其紧贴孔壁，然后向上拉剪切头根据最大拉力计算土的抗剪强度。 （1）把BST 剪切探头放入76 mm（3 英寸）直径钻孔中并选择测点深度。 （2）开始施加法向应力，两个独立不锈钢剪切盘（总面积645 cm2）受压后张开后压在钻孔的孔壁上；在压力作用下孔壁土体开始固结，对非粘性土保持压力5 min而对黏性土保持10～20 min；向上提拉剪切探头以测量剪切盘接触面土体的抗剪强度。 重复以上操作4～5次并且把法向应力逐次加大，可以画出法向应力和剪应力的曲线图。 在砂，粉砂和硬黏土中，BST 做的是排水试验；而对软黏土来说就是部分排水试验。位于剪切探头上的孔压传感器可以对排水情况进行测试。因为是同一被测土体，数据的相关系数可达099 或更高。 测试结束后把剪切探头放置到初测点深度，施加90%的法向应力，随之把探头提拉至最后测点位置，测试可以得到一个剪切应力值，重复以上测试过程，直到剪切应力值为常数。这样就可以测得土体残余剪切强度。 BST土体原位孔内剪切测试仪具有以下特点：现场测定土体的排水剪切强度指标；现场测定土体有效应力c′和有效内摩擦角φ′值；能够测出残余有效剪切强度；测试简单快捷，测试过程只需30～60 min；适合软土和硬质土等各类土体进行测试；广泛应用于地基承载力、滑坡评估，挡土墙等[2]。 该设备在公路、铁路、机场、港口、隧道和工业与民用建筑方面得到广泛应用，常用到挡土墙、桩板墙、边坡坡稳定以及地基基础等各种工程设施的设计中，例如土压力计算、斜坡稳定性评估、滑坡推力计算、铁路和公路软土地基的稳定性、 地基承载力的计算等等。 2红山水库概况 红山水库地处云南省楚雄州南华县沙桥镇山场村委会海稍村民小组，通过对水库大坝安全鉴定，主要存在以下病险情况。 大坝为碾压式均质土坝，施工过程中坝基清基不彻底，存在着09 m厚的淤积层，填坝土料采用黏土和膨胀土混合填筑，粗细不均，级配不良，再加上施工设备简陋，未经机械碾压，采用人工夯实，压实困难，局部未压实。大坝未设排水棱体。工程投入运行以来，多次出现险情。坝体存在渗漏，当蓄水位达1 83320 m时，渗漏面积3264 m2，渗漏量总计12 L/s。[3] 大坝多处出现不均匀沉陷，坝顶高低不平，坝坡不规整。坝体外表面未采取保护措施，人、畜践踏后坝坡坍塌严重，在外坝坡上杂草丛生，坝体大部分表土裸露，雨水冲刷严重。 针对水库存在的病害情况，本次除险加固大坝工程主要采取以下处理措施：对大坝进行防渗处理，坝体采用充填灌浆、坝基及两坝肩采用帷幕灌浆；对内、外坝坡进行修整处理。 3红山水库原位钻孔剪切试验 根据红山水库存在的问题，经过对原设计时的钻孔试验资料进行认真分析，选择具有代表性的3个点进行对比试验，其试验结果见表1、表2。 表13个测点试验结果 4黏聚力c值分析 从表1、表2格的试验数据可以看出，室内试验的黏聚力c值范围为85～325 kPa，变异较大，与大坝安全鉴定的结论相符合，即：大坝筑坝材料不合格，土料性质差异较大。而现场剪切试验的黏聚力c值范围为97～315 kPa，差异幅度相近，在大值的比较中，室内试验的325 kPa与现场剪切试验的大值为315 kPa，差异不大，同样印证了坝体材料不均匀的结论。从工程设计的角度来说，考虑最不利工况，以小值进行比较，85和97差异不大，基本在一个数量级，考虑室内试验因为取样时有一定程度的扰动，而现场试验扰动很小，测得数据稍大是正常的。因此，可以认为二者基本上是吻合的。 单纯的比较大值或者小值，不具有真正的代表性，设计人员在对室内试验结果的比较和取值时，通常要考虑平均值、大值均值和小值均值，以综合判断其代表性与合理性，在确定试验结果合理，具有代表性之后，通常以小值的均值作为大坝稳定计算和分析的取值。而现场试验则是根据设备的精度，按照经验公式，将测试的数据带入公式后直接得出物理力学参数，供设计综合考虑后采用。如表2所示，室内试验的c值的平均值为1922 kPa，小值均值为1352 kPa，大值均值为2492 kPa，而现场剪切试验得出的c值平均值为296 kPa，二者的数值大体上是相符的，可以认为数据是可靠的。同时，二者的差异不大，在同一个数量级，互相验证后，证明二者基本吻合，现场测试因为扰动较小，所测的数据比室内试验的数据稍大是符合逻辑的，与工程实际也是符合的。 5内摩擦角φ值分析 从表1、表2的试验数据可以看出，室内试验的内摩擦角φ值范围为15°～635°，变异较大，而现场剪切试验的内摩擦角φ值范围为97°～144°，差异幅度明显较小，在大值的比较中，室内试验的635°可能遇到含有砂砾石的情况，明显与大坝主要为粘土的情况不符，不具有代表性，应予以剔除。现场剪切试验的大值为144°，符合一般黏土物理参数的正常范围。现场测试的大值144°与室内试验的小值15°十分接近，但均值却差异较大，原因有待分析。从工程设计的角度来说，考虑最不利工况，以小值进行比较，差异不大，基本在一个数量级，设计采用15°来进行稳定计算，计算结果是可以放心的。因此，可以认为二者基本上是吻合的。与工程实际也是符合的。 6结论 现场试验的c值与室内试验的c值，数值区间基本上吻合，特别是平均值差异不大，现场试验的c值平均值与室内试验的大值均值在同一个数量级，说明他们之间的相关性很好，两种方法相互验证，说明该现场检测设备的精度是满足要求的，理论和方法也是正确的。内摩擦角φ值的差异则较大，但两者之间还是有交集，从设计采用的计算数值来说，几乎影响不大。差异较大的原因，是否与我们使用设备还不熟练有关，还需进一步验证。 参考文献： [1]刘成安，韦耀东，胡开富，等.原位钻孔剪切仪在云南省水利工程中的应用工作报告[R].云南省水利水电科学研究院，2012. [2]娄奕红，俞三溥.土的钻孔剪切试验及其工程应用[J].交通科技与经济，2002（4）：6-8. [3]刘成安，韦耀东，胡开富，等.原位钻孔剪切仪在云南省水利工程中的应用研究报告[R].云南省水利水电科学研究院，2012. [4]刘成安，胡开富，陈小洪.云南省楚雄州南华县红山水库除险加固初步设计报告[M].云南省水利水电科学研究院，2011.
随便看	全面依法治国管住了什么 新时代中国共产党如何从“管得住”到“治得好” 事不避难者进：新时代的历史性成就 破译百年大党更加坚强有力的密码 那些所谓的“管不住”，为何管住了、治好了 秦汉基层小吏的选用与功能 当代俄罗斯新启蒙理念的发展 文化产业高质量发展的守正创新之道 古风文化的特征及其未来发展 中华文明对人类文明的重要贡献 青年亚文化的特征与价值审视 马克思劳动价值理论的时代价值 青年就业观的影响因素及应对策略 社交隔间化现象的文化向度 新时代“惩前毖后、治病救人”的路径探索 加强党的集中统一领导要坚决反对分散主义 共产党员如何准确理解和践行共产主义道德 乡村智库建设的困境与路径 我国生物安全领域首部基本法的亮点与特征 长三角一体化发展的新机遇与新挑战 新时代长三角高质量一体化发展的战略构想 中国城市群跨域治理的经验、前景与路径 人类命运共同体对全球治理体系的当代构建 设立脱贫攻坚过渡期的政策指向和多重意蕴 基层微权力监管存在的问题与治理之道 ascendable, ascendible ascendancies ascendancy ascended ascendencies ascendency ascending ascends ascension day ascension days ascension-days ascent ascents ascertain ascertainable ascertainably ascertained ascertainer ascertainers ascertaining ascertainment ascertainments ascertains ascetic ascetical 宝典 宝刀 宝刀不老 宝刀未老 宝刀藏鞘里，日久也生锈 宝刀，宝剑 宝刹 宝剑 宝剑付与烈士，红粉赠与佳人 宝剑削铁如泥，极为锋利 宝剑卖与烈士，红粉赠与佳人 宝剑埋光 宝剑埋光剑沉丰狱 宝剑存楚 宝剑必付烈士，奇方必须良医 宝剑必付烈士， 奇方必须良医。 宝剑折了不改钢，月亮缺了不改光 宝剑沉埋 宝剑的光芒 宝剑的精气 宝剑脱与烈士，红粉赠与佳人 宝剑赋予烈士，红粉赐与佳人 宝剑赠与烈士，红粉赠与佳人 宝剑赠与烈士，红粉赠与佳人。 宝剑赠与烈士，红粉送与佳人

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。