本站小編為你精心準備了地鐵勘察中基床系數的確定參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

近年來，國內各大中城市軌道交通建設規模日益增多，工程建設需要準確合理的巖土參數。地鐵勘察過程中涉及的參數多，一般包括地基土（圍巖）強度分析方面的參數、變形分析、邊坡（圍巖）穩定性分析、工法施工、結構抗震、地下水控制技術、水土化學環境、通風散熱與配電設計等方面的參數。上述巖土設計參數類型眾多，相應的涉及到許多的測試及試驗手段，有些參數是以往很少提供或無相關經驗的，需要在工程實踐中不斷積累經驗，有些參數測試、試驗方法不統一，取值差別大，如何提供符合設計要求，能準確代表地基巖土層（圍巖）的工程特征及結構設計工況的設計參數至關重要。

1基床系數的定義及在軌道交通設計中的用途

基床系數是指地基土在外力作用下產生單位變形時所需要的壓力，也稱彈性抗力系數或地基反力系數。在軌道交通工程設計中，基床系數常用于圍巖的彈性抗力強度、結構底板、圍護結構等計算分析中，具有很重要的作用。根據地鐵設計規范，基床系數一般應用于三個方面：（1）板墻式圍護結構按豎向彈性地基梁模型計算；（2）明挖結構按底板支承在彈性地基上的結構物計算；（3）路基土采用地基系數K30控制壓實標準。地基土的基床抗力系數的大小直接關系著地基變形，對于地鐵結構分析計算有重要的影響，因此，基床系數是地鐵工程重要的結構設計參數。

2基床系數的原位測試方法

2.1載荷試驗法筆者列出了對各類規范對基床系數試驗的測試和試驗要求，詳見表1。從表中可以看出各規范均要求采用平板載荷試驗進行基床系數的現場測定，但現場測試承壓板大小及形狀要求不同，由此測得的基床系數在取值上也差別較大。對比上表分析，載荷試驗中采用圓形承壓板，符合軸對稱的彈性理論解，方形板則成為三維復雜課題，同時，承壓板直徑多規定采用30cm，在鐵路、公路等行業也采用相同的規格，因此，地鐵勘察規范規定采用直徑30cm圓形承壓板，具有較好的統一性。

2.2測試結果的修正除了上節對比分析的載荷試驗承壓板尺寸、形狀的不同外，測試所得基床系數是否修正、如何修正的問題上也尚未統一。顯而易見基床系數與基礎尺寸密切相關，同等地基條件下，基床系數的大小與基礎尺寸的大小成反比。因此，相同試驗條件下獲得的，基床系數應針對基礎形狀進行修正。《高層建筑巖土工程勘察規程》在Terzaghi公式的基礎上，考慮了基礎寬度和長度在內的基礎形狀的修正，更為合理。載荷試驗測得的基床系數其定義清楚，能真實反映基底土層對于上部荷載的力學反應，但由于載荷試驗一般適用于淺部地基土，且作業實施相對困難、周期長、費用高，在地鐵勘察過程中不易實施。

3基床系數的室內試驗方法

基床系數室內試驗方法常采用三軸法與固結法。

3.1三軸法三軸試驗是測定土的應力—應變關系和強度的一種常見的室內試驗方法，試驗中土樣在三軸壓力儀中受壓，側向可以變形，模擬軸對稱三維應力狀態。從理論上分析，三軸試驗測定的初始模量與載荷實驗測定的變形模量是完全一致的。試驗方法主要是將土樣經飽和處理后，在K0狀態下固結，對一組土樣分別做不同路徑下的三軸試驗（慢剪），得到Δσ1’~Δh0曲線，求得初始切線模量或某一割線模量，定義為基床系數。因此，三軸法獲得的基床系數反映的是三軸試樣的荷載—沉降變形曲線切線斜率或割線斜率。筆者認為雖然三軸法試驗能很好的模擬原位地基土的受力特征，但由于基床系數是有關荷載尺寸效應的參數，試驗中土樣大小有限，相應的豎向荷載面積較小，受尺寸效應的影響，三軸法測得的基床系數與K30測定的標準基床系數值有著很大差別，地鐵勘察規范也反映三軸割線法比原位載荷板試驗結果大2~8倍。因此，如采用三軸法確定基床系數時，應進行適當修正，最好與原位測試進行對比試驗，根據對比結果確定修正關系。選取了某粉質粘土進行三軸法測定基床系數，試驗結果參見圖1。實測基床系數K約為500MPa/m（取曲線初始段0.05~0.15mm割線模量），經修正換算成標準基床系數K1約為60MPa/m，比地鐵規范的經驗值40MPa/m還要大一些。由于固結試驗中土樣是在一維固結下的完成的，無側向變形，這與載荷試驗中側向變形下的應力—應變狀態明顯不一致，因此，固結試驗所測得的基床系數明顯較載荷試驗的結果偏大，同樣需要進行修正。針對固結試驗特點，可將試驗下沉量適當加大，以模擬三維應力狀態，采用了這一修正方法，得到砂礫、砂土修正系數為0.037，粘性土修正系數0.066。實際工作中也可以根據原位測試標準基床系數試驗成果，綜合對比確定修正系數。

3.2基床系數與壓縮模量的關系討論載荷試驗中承壓板以下地基土可近似按照均質各向同性半無限空間考慮，根據《巖土工程勘察規范》，淺層平板載荷試驗的變形模量E0（MPa）。通過上式能建立基床系數與變形模量的理論關系。從工程實用性的角度出發，變形模量E0需要通過現場載荷試驗獲得，一般不易實施；因此，通過分析變形模量E0與壓縮模量ES理論關系，近似推導與計算，若能建立基床系數與壓縮模量的理論計算關系，具有很強的實用價值，能在地鐵勘察過程中得以實施運用。土的變形模量E0是在無側限條件下的應力與應變的比值；而土的壓縮模量ES是在土體完全側限條件下的有效應力與應變的比值，兩者在受力機理上有一定的差異。在上式的基礎上分別考慮地鐵線性荷載、K30標準基床系數、圓形荷載板形狀等三個因素，對計算值進行修正，最后得到了砂土、黏性土的基床系數K與壓縮模量的關系式，詳見式（11）及式（12）。通過黏性土及砂土的泊松比、壓縮模量經驗值可計算基床系數K，并結合地鐵勘察規范經驗值表進行對比，具有一定的實用意義。結合了北京地區各類壓板載荷試驗和地基土室內物理力學試驗，通過現場測試獲得的基床系數K與壓縮模量Es進行對比分析，建立了基床系數與壓縮模量之間的統計關系，具有很高的實用價值。上述式（13）~（15）從理論角度、表2從現場測試與試驗對比的角度都提供了基床系數與壓縮模量的對應關系，為地鐵勘察過程中的基床系數分析研究提供了思路和解決辦法。

4結語

（1）本文結語了各本規范基床系數載荷試驗現場測試方法，在承壓板尺寸以及形狀上的不同，建議統一采用地鐵勘察規范中的直徑30cm圓形承壓板?；蚕禂翟谑褂眠^程中應結合基礎形狀和尺寸進行修正。（2）室內試驗可以采用三軸法和固結法進行基床系數的測定。采用三軸法進行基床系數測定時，采用的是三軸試樣的荷載—沉降變形曲線切線斜率或割線斜率，其試驗結果較載荷試驗偏大，同時，需要結合試樣的大小進行修正。（3）固結試驗利用其應力—應變關系近似表示基床系數，由于側向變無形，其試驗結果往往很大，需要根據試驗結果進行修正。修正的方法可采用加大土樣下沉量的方式進行。（4）室內試驗的基床系數成果應結合原位載荷試驗對比分析，綜合確定修正系數。

作者：遲云峰 李永東 單位：北京市勘察設計研究院有限公司