Bearing Capacity and Deformation Characteristics of Dense Medium Sand Layer of Weihe First-order Terrace
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摘要: 依托西安市渭河一级阶地某工程项目，通过现场试验及数值模拟对渭河一级阶地密实砂层地基进行承载力及变形特性研究，确定类似场地是否可采用天然地基建设近百米高层建筑。研究结果表明：渭河一级阶地密实中砂层的载荷试验P-s曲线呈缓变型，地基承载力特征值可取600 kPa，变形模量可取40 MPa；对渭河一级阶地类似工程进行分层总和法地基沉降计算时经验系数ΨS可取0.2；当地质条件类似时，建设近百米高层建筑采用天然地基是可行的。此研究结果可为西安渭河一级阶地高层建筑采用天然地基方案提供参考，亦可为类似场地进行变形计算提供经验参数。Abstract: Based on a project in the Weihe first-order terrace in Xi'an, the bearing capacity and deformation characteristics of the dense sand layer foundation were studied through field tests and numerical simulations to determine whether natural foundations for high-rise buildings of nearly 100 meters can be built in similar sites. The results show that: the P-s curve of the load test of the dense sand layer in the Weihe first-order terrace is gently variable, the characteristic value of the bearing capacity of the foundation can be 600 kPa, and the deformation modulus can be 40 MPa. The empirical coefficient ΨS can be taken as 0.2 for the calculation of foundation settlement by the sum-of-layers method for similar projects in the Weihe first-order terrace. When the geological conditions are similar, it is feasible to use natural foundations for the construction of high-rise buildings of nearly 100 meters. The results can provide a reference for the adoption of natural foundations for high-rise buildings on the Weihe first-order terrace, and also provide empirical parameters for deformation calculations on similar sites.
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表 1 西安渭河一级阶地地层概况
地层年代 岩土特性 分布厚度/m 黄土状土Q4 褐黄—黄褐色，土质欠均匀，下部夹粉质黏土透镜体，坚硬—硬塑，属中—高压缩性土，具轻微湿陷性，局部具自重湿陷性 10.0～20.0 中粗砂Q4 黄褐色，成分以石英、长石为主，层内局部夹粉质黏土或粉细砂透镜体，密实，干燥—饱和 15.0～30.0 中粗砂Q3 灰黄—浅灰色，成分以石英、长石为主，层内夹多层粉质黏土透镜体，密实，饱和 ＞50.0 
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表 3 载荷试验结果表
试验编号 最大荷载1500 kPa对应的变形值/mm 承载力特征值/kPa 1 22.82 750 2 18.99 750 3 25.05 750 4 24.80 750 5 23.10 750 6 19.86 750 7 19.82 750 9 38.44 617 10 31.09 623 11 25.78 708 12 30.32 625
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表 4 几种方法确定地基承载力
地层名称 标准贯入试验
规范查表法fk/kPa标准贯入试验
经验公式法fk/kPa一般勘察
报告fak/kPa浅层载荷
试验fak/kPa中粗砂 478 459，625 220～300 617～750 注：根据标准贯入试验规范查表法系参考《地基基础设计规范》（GBJ 7—89）查附录5-8[19]。
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表 5 模型计算各土层参数
地层名称 地层
厚度/m重度γ（γ′）
/（kN·m−3）黏聚力c
/kPa内摩擦角φ
/（°）Εs（Ε0）
/MPa④中粗砂 11.7 20 0 36 （40） ④中粗砂 2.2 20（10） 0 36 （40） ⑤粉质黏土 2.9 19.3 30 22 18.53 ⑥中粗砂 19.8 20（10） 0 36 （40） ⑧中砂 33.4 20（10） 0 36 （40）
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图(10) / 表(5)
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