水泥土抗压强度计算公式.

形ｔａｉｌｌｉｎｇｗａｌｌａｎｄａ ｎｃｈｏｒｆｏｒｆｏｕｎｄａｔｉｏ

ｎｐｉｔｉｎＮａｎｔｏｎｇｃｉｖｉｌａｉｒｄ ｅｆｅｎｓｅｂｕｉｌｄｉｎ

ｇ．Ｉｔｈａｓｃｅｒｔａｉｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ< /p>

ｍ朗ＩｌｉＩ唔ａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｖａｌｕｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓｆｉｏｎｐｉｔ

ｃ ｅｍｅｎｔ

—

ｓｏｉｌ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇ ｔｈ；ｃｅ

ｍｅｎｔ－ｓｏｉｌ凭ｔａｉｎｉＩ唱ｗａｌｌ；ｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒ ｍｕ

ｌａ；ｄｅｓｉｇｎｆｏｒｆｏｕｎｄａ

—

１前言

水泥土以及各种工 艺所形成的水泥土桩体，由于其材料来源广泛、性能良好、

价格低廉而被广泛应用于水利 工程防渗、护坡，建筑工程的地基基础、基坑防渗、

挡土墙护坡以及道路工程的路基改良 加固等［１

“

］。近年来，在我国分布有软土

< br>的地区，如浙江、江苏、上海、天津、福建、广东、云南、湖北、山东、海南以及

台湾等地，得到了广泛应用，发展迅速，已经取得了良好的经济效益和社会效益

【２

’

６Ｊ。水泥加固土（简称水泥土）的物理力学性质与被加固土性质 、状态、

水泥掺人比、养护龄期、外掺剂、水泥品种、

作者简介：许宏发（１９６４一），男，教授、博士，从事岩土工程、地下工

< br>程方面的教学和科研工作。

水泥级别等因素有关［７川］。

从国 内外对水泥土的研究来看，人们往往只是定性的研究了各因素对水泥土强

度的影响。例如 ，Ｇｏｕｄａ，Ｒｏｙ＆Ｓａｒｋａｒ（１９７５）＂１研究了硅

灰石膏对水泥土特性的影响；Ｂａｈａｒ，Ｂｅｎａｚｚｏｕ ｇ，Ｋｅｎａｉ（２

００４）旧１研究了压密度对水泥土特性的影响；Ｂａｈａｒ，Ｂｅ ｎａｚ．

ｚｏｕｇ，Ｋｅ面（２００５）ｎ们对高含量粉煤灰 和水泥的粘性

土的稳定性进行了研究；宁宝宽、陈四利、刘斌 ｍ１对水泥土的冻融特性进行

了研究。这些研究对水泥土强度特性的认识是有帮助的，但 用于定量的水泥土强度

设计还处于空白，一般依靠经验和现场的试验进行设计。本文在前 人试验工作的基

础上，定量的分析了水泥土抗压强度与水泥掺入量、龄期等的关系，并成 功应用于

南通人防大厦锚拉水泥土挡墙基坑支护设计中，具有较强的理论意义和实用价值 。

收稿日期：２嘲一０９

—

２６

万方数据

４

勘察科学技术

２００９年第ｌ期

２试验资料

影响水泥土抗压强度的因 素较多，如土性质、水泥掺入比、养护龄期、外掺

剂、水泥品种、水泥级别、含水量等。 为简化计算，本文重点考虑土性质、水泥掺

入比、养护龄期的影响，建立抗压强度计算公 式。其它因素通过影响的大小，乘以

一个影响系数的方法来实现。表１试验资料来自文［ １２］和［１３］，土质为淤

泥土和粘土，掺入Ｐ．０３２．５水泥７％．２０％，天然 含水量为４０％一５

０％，水泥土的龄期３

—

< br>９０ｄ。将表ｌ中数据以水泥土养护龄期ｒ为横坐标，水

泥土无侧限抗压强度ｇ。 为纵坐标，用曲线图表示，见图

１和图２。

表１水泥土无侧限抗压强度ｑ．

３３２２

ｌＬ

Ｌ

ＯＯ

龄期／ｄ

图１淤泥水泥土

一ｒ的关系

万方数据

３．４

３．Ｏ

重２

?

豇

髫

?

．

矍

?

．

ｏ．６ｏ．２

龄期／ｄ

圈２粘土水泥土ｑ．一ｒ的关系

图１ 表示了龄期ｒ和水泥掺入比口。对淤泥质水泥土的无侧限抗压强度的影

响；图２表示了龄 期和水泥掺人比对粘土水泥土的无侧限抗压强度的影响。从ｑ。

一Ｔ曲线可以看出，龄期和水泥掺入比对无侧限抗压强度的影 响规律具有一致性，

本文试图通过定量的关系式来表达。

３水泥土抗压强度的定量公式

通过分析，发现公式（１）符合图ｌ和图２的曲线变化规律。

ｑ。＝（ｑ。一ｑｏ）［１一ｅ一矽］＋ｑｏ

（１）

式中，ｇ。为水泥土无侧限抗 压强度，ＭＰａ；Ｔ为龄期，ｄ；ｇ。为最大极

限抗压强度，即龄期ｒ趋予无穷大时，水 泥土的抗压强度，ＭＰａ；ｑ。为水泥土

初始抗压强度，ＭＰａ；卢为曲线形状指数，待 定常数。首先将ｑｍ、ｑ。和ｐ都

取为拟合变量，用公式（１）对图１和图２中试验数据 进行第一次拟合，拟合参数

见表２。

表２第一次ｑ。一Ｔ曲线拟合参数

Ｏ．０７Ｏ．（）２９２ｌ１．１６１５１

０．３（巧２５０．媚４７３

０．１０

０．０２６３６１．５８０９００．３８９５６０．９９５６６

。．０．１２

０．０２２３３２．１ ００２９０．４２１９１０．９９８０１０．１５

０．０２１８９２．５０８０８

０．５２０５５０．９９３３４０．１８

０．０２５１０２．９１９２５

０．５７４９９０．９９８４７０．２０

０．０２１３８

３．８２８８７

０．７０２２３

Ｏ．９９４３５

分析发现，曲线形状 指数卢的值变化不大，在０．０２１９

—

０．０２９２

１，平均值为０．０２４４２。为了使公式简便、实用，而且ｐ值在一定的范围内

取值并不影

２００９年第１期

勘察科学技术

５

响拟合曲线的形状，因此公式（１ ）中卢统一取０．０２５进行分析。这样使

公式更加简化。

４参数确定

４．１初始抗压强度ｑ。的确定

令Ｊ 臼＝０．０２５，取ｑ。和ｑ。为拟合变量，用公式（１）对图１和图２

中试验数据进行 第二次拟合，得到不同掺入比下叮。一ｒ关系的拟合曲线，拟合参

数值见表３。从表３中 数据和图３分析可知，初始抗压强度９０主要与水泥的掺人

比有关。

表３第二次ｑ。一ｒ曲线拟合参数

仉仉仇ｎ

■

皇仉．仉

ｎ

水泥参入比＿

图３舶与水泥掺入比口。的关系

通过 比较，认为用公式（２）来表示ｑ。与水泥掺入比ａ。的关系比较合适。

ｑｏ＝械＋ｓｏ

（２）

式中，叩为曲线增长系数，Ｍ Ｐａ；口为曲线形状指数；％为水泥掺人比；

Ｓ。为原状土的无侧限抗压强度，一般淤泥 质土取０．０３ＭＰａ，粘土取０．ｃ

１５ＭＰａ。