[发明专利]一种基坑支护抗剪强度指标的测试方法及装置

说明书

本发明提供一种基坑支护抗剪强度指标的测试方法及装置。该方法具体是通过在土体中埋入应力应变测试板桩，挖除测试板桩一侧土体，使测试板桩形成一定高度的悬臂，观测板内应力应变，测得不同深度土体对测试板桩的侧向主动土压力及被动土压力，算得直接用于基坑支护设计的抗剪强度指标c、值。本发明测得数据针对性强，有效规避了室内试验测得的土体固有的抗剪强度指标与基坑设计所需专项抗剪强度指标的经验主义差异，试验简便，试验成本低，有效提升基坑支护设计抗剪强度指标选取的精确度，有效节省基坑支护施工成本，提升基坑支护设计方案的经济合理性。

技术领域

本发明涉及基坑支护工程抗剪强度测试领域，具体地说涉及一种基坑支护抗剪强度指标的测试方法及装置。

背景技术

当土中某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度，发生了土体的一部分相对于另一部分的移动时，便认为发生了剪切破坏。土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限强度，强度指标包括粘聚力c和内摩擦角抗剪强度可通过剪切试验测定。

然而，在工程实践中，剪切试验所得c、值在应用于基坑支护设计计算土压力时，理论值往往与实测值差异较大，在部分基坑支护地方规范中给出的基坑支护设计c、建议值，部分土层如老黏土的指标竟低于剪切试验的0.5倍，且区域性很强，各地方标准建议值差异也很大。

随着我国岩土类业务的集成化发展，同一岩土勘察设计部门往往要主导参与全国各地的勘察及设计工作，常规的剪切试验仅能得出通用类c、值，用于实际基坑支护设计时，往往因指标参数不够准确，易发生指标取值较低造成设计方案过于保守，或者指标取值过高造成设计方案产生质量安全隐患等现象，方案的安全系数不可控。

发明内容

本发明根据现有技术的不足提供一种基坑支护抗剪强度指标的测试方法及装置，该方法通过试验桩板压入土体中，实际测试出基坑支护项目的土体针对测试桩板的应变数据，然后通过应变数据反算土压力，算得抗剪强度指标；该方法能够对用于基坑支护设计的专项土体抗剪强度指标进行测试，对基坑支护设计进行指导，且土层类型适用性广，可以有效提升基坑设计方案的经济安全合理性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基坑支护抗剪强度指标的测试方法，其特征在于具体步骤如下：

S1：查阅勘察资料，选取所需测试土层分布区域，平整场地；

S2：制作测试板桩，采用两块一侧粘贴有多个应变片的钢板，将两块钢板设有应变片的一侧相对设置，并将钢板四周通过封口钢板连接形成一个中空板桩结构，两钢板内侧应变片的信号线伸出钢板桩，在封口钢板上预留气孔和注浆孔，通过注浆孔向钢板桩的中空区域填充有水泥浆，待水泥浆凝固后完成测试板桩的制备；

S3：将测试板桩架起，然后对其进行加载使其压入预设土体深度，并在压入过程中保证测试板桩的垂直度；

S4：将测试板桩内的应变片的信号线与静态应变仪连接，开挖测试板桩一侧的外土体，每开挖0.2m～0.3m深度，使用静态应变仪记录测量一次应变数据，直至开挖至测试板桩倾倒；

S5：收集步骤S4中的应变数据，通过应变数据反算土压力，算得抗剪强度指标c、值。

本发明进一步的技术方案：所述步骤S5中的抗剪强度指标c、值计算过程如下：

(1)通过测试板桩单侧钢板内侧某一深度z_i各应变片的平均应变数据按照公式①和公式②分别计算出测试板桩两侧钢板该深度对应处的应力σ_1i、σ_2i：

σ_1i＝E_mε_1i ①

σ_2i＝E_mε_2i ②