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隔水层的判断标准及实验方法 地基基础处理中,隔水层对承载力修正,地下室抗浮设计,有着重要的影响,关于地基承载力,可以用其他计算方法修正,本文中不再提及。但对于抗浮设计,合理的确定隔水层,才是最科学的办法。否则就会出事故或者产生浪费。 最规范中,对于裂隙不发育的岩石,可以视为隔水层,而裂隙发育的岩石,可减半计算。而对于粘土层呢,并没有明确的规定,而是可以根据当地经验确定。 对于粘土层是否是隔水层,以及怎样更精确的计算,需要新的理论与实验,根据实验数据,以及场地使用具体情况判断。现有的岩土理论及实验,没有判断标准,所以也就无法给出具体结果。 物体所受的静浮力,可以按照阿基米德定律来求解计算,阿基米德定律成立的条件是水可以自由流动。只有水可以自由流动,才会传递静水压力。而水在土体空隙中流动,能完全传递静水压力吗这个肯定和土体颗粒的大小,空隙大小,土体颗粒的成分有关。 当土体颗粒较大,空隙也较大,渗透系数也相应较大,可以认为能完全传递静水压力。当土体颗粒较小,水分子被吸附在土体颗粒表面,水分子和土体颗粒的吸附作用,以及水分子之间的表面张力,会影响土体中水的自由流动。当外界传递过来的压力,大于水分子与土体颗粒的吸附力时,水分子可以流动,但会产生压力损失。 粘土层土体颗粒较小,但不同地区的粘土,其颗粒组成也不同,渗透系数也不一致。要没有实验数据,统一的定性为非隔水层或隔水层,也是不合理的。可以通过以下的实验办法,确定土层的起始渗透压力,根据水压力差及土层的厚度,确定压力损失,从而可以更精确的判定。 水在流经土体颗粒较小的粘土层,会产生水压力损失,这个可以通过实验确定。 1、可以通过U型环实验,确定粘土层的渗透起始压力,将一小段粘土放置于U型环中间,U型环一端(或两端)注水,最终稳定U型环两端水位差,就是这段土的起始渗透压力,然后再对实验数据单位归一化,得出土体起始渗透压力。 2、取一小段土体,然后在不同的压力下,做渗透实验,计量单位时间的渗透流量,然后做图,在流量为0的时候,所对应的压力,就是土体的起始渗透压力。 根据实验测得的土体起始渗透压力,来具体的使用,当土层厚度与土体起始渗透压力的乘积,大于静水压力差,则是完全的隔水层,当然就可以不考虑浮力。 对于静水压力差大于土层的起始渗透压力,这时地下建筑物所受的浮力,相当于静水压力差减去土层的起始渗透压力。 考虑到土体参数的离散性,以及建筑物的重要性,可以取一定的安全系数。 根据土层的起始渗透压力处理判断,比经验要更准确、更可靠。 3
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