土的压缩性原位测试之载荷试验
１）载荷试验过程
判别土的压缩性大小，除了可用固结试验测定土的压缩系数、压缩指数及压缩模量外，还可以通过现场载荷试验（也称平板载荷试验）确定的变形模量来表示。 因为变形模量是现场原位测试所得，所以它能更加真实地反映自然状态下土的压缩性。
载荷试验的原理是通过在自然状态的土上直接逐级施加荷载，观测记录土体在每级荷载下的稳定沉降量，最后根据试验结果绘制相应的沉降唱时间（s-t）关系曲线及荷载唱沉降（p-s）关系曲线，以此可以测定土的变形模量、地基承载力特征值等。 《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７—２０１１）中的荷载试验方法包括浅层平板载荷试验和深层平板载荷试验。 浅层平板载荷试验，可适用于确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围内的承载能力。
载荷试验的装置包括加荷稳压装置、提供反力装 置、观测装置３ 个部分，如图 所示。
载荷试验装置
在建筑工地现场，选择具有代表性的部位进行试验。 在待测土层上开挖试坑到适当深度，一般为基础设计埋置深度 d，并放置一圆形或方形的承压板。 承压板的面积不应小于 ０．２５ ｍ２ ，对于软土不应小于 ０．５ ｍ２ 。 试坑宽度 B≥３b，其中 b 为承压板的宽度或直径。 挖土及放置承压板时，应尽量保持土层的原状结构和天然湿度，宜在拟试压表面用不超过 ２０ ｍｍ 厚的粗、中砂找平。 在承压板上方设置刚度足够大的横梁、锚锭装置、千斤顶和支柱，由承压板施加单位面积静压 p 于土层上测读承压板的相应沉降量 S，直至土体达到或接近破坏（沉降急剧增加）。 第一级荷载 p １ ＝γd，相当于开挖试坑卸除土的自重应力；第二级荷载以后，对较松软的土，荷载一般按p i ＝１０ ～２５ ｋＰａ；对较坚硬的土，按 p i ＝５０ ｋＰａ 的等级依次增加，试验分级加荷不应小于８ 级，最大加载量不应小于设计要求的２ 倍。 每加一级荷载，按间隔１０，１０，１０，１５，１５ ｍｉｎ 及以后每隔３０ ｍｉｎ 读一次沉降，当连续２ ｈ 内，每小时的沉降量小于 ０．１ ｍｍ，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。 当达到下列情况之一时，认为
土已达到极限状态，即地基土破坏，应终止加载：①承压板周围的土明显侧向挤出（砂土）或发生裂纹（黏性土或粉土）；
②沉降 s 急聚增大，荷载唱沉降（p唱s）曲线出现陡降段；
③在某一级荷载下，２４ ｈ 内沉降速率不能达到稳定状态；
④沉降量与承压板宽度或者直径之比值 s／b≥０．０６（b 为承压板宽度或直径）。
当满足前３ 种情况之一时，其对应的前一级荷载定义为极限荷载 p ｕ 。 终止加载后可按规定逐级卸载，并进行回弹观测，以作参考。
２）变形模量
地基土的变形模量 E 是指在无侧限条件下的应力与相应应变的比值。 土的变形中包括弹性变形与残余变形两部分，因此，为了与一般弹性材料的弹性模量相区别，土体的应力与应变之比称为
变形模量或总变形模量。在弹性理论中，集中力 F 作用在半无限直线变形体表面引起地表上任意点的沉降为：
上式通过积分，可得均布荷载作用下地基沉降公式
当荷载较小时，荷载与沉降 p唱s 曲线成线性关系。 利用上式即可反算出地基土的变形模量 E：
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