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土石的工程特性

来源:科学揭秘 > 作者:小慧 时间:2019-04-27 11:18:01

在土石方的施工过程中,土石的工程特性(如可松性、密实度、休止角和渗透系数等)对施工进度、施工难易、施工质量和施工方案的选择,均有很大影响。

(一)土的可松性

自然状态下的土经开挖后,土粒松散,体积增大,如再将其全部用以回填,虽然反复压实,但仍不能恢复至与原状土相同的体积。土的这种经扰动而体积改变的性质称为土的可松性。土的可松性程度用可松性系数表示,即

式中 Ks——最初可松性系数;——最终可松性系数;

V1——土在天然状态下的体积(m3);

V2——土经开挖后的松散体积(m3);

V3——土经回填压实后的体积(m3)。

土的可松性是一个非常重要的工程性质,它对于场地平整、土方调配、土方开挖、运输和回填,以及土方挖掘机和运输机械的数量、斗容量的确定,都有非常重要的影响。土的可松性与土质有关,根据土的工程分类,各种土的可松性系数参见表1-2。

表1-2 各种土的可松性系数参考值

(二)土的密实度

土的密实度即土的紧密程度,在建筑工程中通常用干密度表示,即

式中 Dy——土的压实度即压实系数,(%);

ρd——土的实际干密度(t/m3);

ρdmax——土的最大干密度(t/m3)。

不同种类的土,其最大干密度也不同。同类土在不同状态下(如含水量不同、压实程度不同等),其密实度也不同。土的密实度对填土的施工质量有很大影响,特别是对于建筑物的回填和有抗渗要求的填土尤为重要,这是衡量和评价填土质量的重要指标。

(三)土的休止角

土的休止角也称为土的安息角,是指在某一状态下的土体可以稳定的坡度,即保持边坡稳定时,该边坡与地面的水平夹角。由于各类土的颗粒之间的摩擦力和粘聚力不同,不同土类的休止角也有很大差异,如表1-3所示。土壁在满足休止角条件下能保持基本稳定,因此,水工建筑物中的大坝和永久性土工建筑物,为了保持其土壁的稳定,常取用休止角作为其边坡的坡度角。

表1-3 各类土的休止角

(四)土的渗透系数

水在土中的流动称为土的渗透。水在单位时间内穿透土层的能力,称为土的渗透系数,以m/d表示。水的渗透系数大小,取决于不同的土质,如表1-4所示。

表1-4 土的渗透系数参考表

根据土的渗透系数不同,可分为渗透性土(如砂土)和不透水性土(如黏土)。在透水性土层中挖土,且地下水比较丰富时,渗透系数直接影响施工排水和降水的速度,不仅关系到施工排(降)水设备的选择和布置,而且关系到施工安全和工程造价。因此,在基层开挖之前,尤其在地下水丰富的地层中,施工前应做好排水措施。

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