土体钻孔剪切仪自动化改造及应用研究

作     者：程龙虎 于廷新 张占荣 梁伟 CHENG Longhu;YU Tingxin;ZHANG Zhanrong;LIANG Wei

作者机构：中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2023年第20卷第9期

页      面：3373-3384页

核心收录：

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：湖北省重点研发计划项目(2021BAA050) 

主　　题：钻孔剪切试验 自动化改造 黏性土 残积土 抗剪强度参数 

摘      要：针对现有钻孔剪切仪存在的缺点,对既有土体钻孔剪切仪进行自动化改造。为评估改造后的钻孔剪切仪测定土体抗剪强度的适用性,以光谷创新基地黏性土及广佛环线琶洲站残积土为研究对象,利用改造后的钻孔剪切仪进行大量钻孔剪切试验,得到原状黏性土和残积土(原状、短时(2~3 h)浸水及24 h浸水)的抗剪强度参数。从多方面对钻孔剪切试验与直剪试验结果差异性进行分析,以南京禄口机场站粉质黏土为对象,重点对法向压力的影响进行分析。结果表明:黏性土和残积土的钻孔剪切试验数据的线性相关性良好。短时(2~3 h)浸水后,残积土黏聚力减少15.28%~40.45%,钻孔上部土体内摩擦角增大17.35%~30.90%,钻孔下部土体内摩擦角减少4.83%~8.75%。24 h浸水后,残积土黏聚力减少45.10%~69.33%,内摩擦角减少52.14%~69.87%。通过对比发现,钻孔剪切试验相比于室内直剪试验得到的黏聚力小,内摩擦角大。通过对南京禄口机场站粉质黏土抗剪强度参数随法向压力的变化规律分析,发现法向压力由30 kPa增加至50 kPa时,黏聚力增大了2.88倍,内摩擦角减少了约41.6%。研究成果可为钻孔剪切仪在土体中的应用及法向压力选择提供参考。