均匀性评价（共7篇）
均匀性评价 篇1
0 引言
我们的岩土工程勘察报告一般很重视地基承载力、基础持力层和基础形式的分析评价,对地基均匀性的评价重视不够,前几年多数单位的岩土工程勘察报告甚至不予评价,在审图机构的要求下,现在的勘察报告基本上有这一节的内容,但评价方法五发八门,说法也很多,如不均匀、较均匀、均匀性较好、均匀性一般等,并多以地层均匀性代替地基均匀性,概念也不是很清晰,彼此理解出入较大,本文针对《高层建筑岩土工程勘察规程》的理解谈谈自己的想法。
1 规范对地层均匀性和地基均匀性评价的要求
(1)《岩土工程勘察规范》4.1.11-3表述“查明建筑范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性,分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力”。其条文说明4.1.11-2补充解释为“地基的承载力和稳定性是保证工程安全的前提,这是毫无疑问的;但是工程经验表明,绝大多数与岩土工程有关的事故是变形问题,包括总沉降量、倾斜和局部倾斜;变形控制是地基设计的主要原则,故本条规定了应分析评价地基的均匀性,提供岩土变形参数,预测建筑物的变形特征。”
(2)《岩土工程勘察规范》14.3.3表述岩土工程勘察报告应根据任务要求、勘察阶段、工程特点和地质条件等具体情况编写,包括内容的第4款为“场地地形、地貌、地质构造、岩土性质及其均匀性”。
(3)湖北省地区规范《预应力混凝土管桩基础技术规程》(DB42/489—2008)中6.0.10条表明,预应力混凝土管桩基础岩土工程勘察报告内容应包括对地基的均匀性进行评价。
(4)《高层建筑岩土工程勘察规程》8.2.1-2表述天然地基分析评价应包括的基本内容的第2款为“地基均匀性”。其8.2.4条明确了地基均匀性判别方法。
从上述内容可见,岩土性质的均匀性及地基均匀性评价为强制性条文,为岩土工程勘察工作中必须评价的内容。
2 目前对地基均匀性评价的状况和必要性
因除《高层建筑岩土工程勘察规程》外,《岩土工程勘察规范》及《岩土工程勘察工作工程》没有对地基均匀性评价的具体方法和内容做出规定,且对规范的理解不同,均匀性评价也没有引起重视,勘察单位多以应付审查为主,也没有进行深入的研究和对规范进行深刻理解。出现了均匀性评价的盲目性和无所适从,现评价内容多以地层均匀性评价作为地基均匀性评价或以为地层均匀性评价就是地基均匀性评价的现象,与规范的要求不符。
《岩土工程勘察规范》4.1.11-3的条文说明明确地基均匀性主要解决地基变形问题,变形控制是地基设计的主要原则,影响变形控制的最重要在因素是地层在水平方向上的变形不均匀性。地基明显不均匀将直接导致建筑物的倾斜,所以,均匀性评价的目的,是预测建筑物的变形特征,是分析沉降和变形之需,是拟选基础方案是否可行的重要依据。所以,国标将均匀性评价作为强制性条款。,也是岩土工程勘察评价的主要方面。
3 对地层均匀性和地基均匀性评价的理解
对《岩土工程勘察规范》14.3.3条的“均匀性”理解,笔者认为是勘察报告对勘察场区地层的均匀性的描述,地层的均匀性是岩土工程的基本条件,也是岩土工程问题评价的基本依据,是岩土工程勘察报告的基本内容。地层的均匀性评价主要是对场区地层的工程特性和地层空间分布进行评价。
《岩土工程勘察规范》4.1.11-3和《高层建筑岩土工程勘察规程》8.2.1-2的“地基均匀性”理解是地基变形控制的评价,是岩土工程勘察报告中的岩土工程问题评价部分的主要内容,地层均匀性是地基均匀性评价的主要依据之一,地基均匀性评价主要是基础以下持力层的压缩层厚度变化(持力层及其下卧层水平方向上均匀性)和压缩层压缩性综合评价,在《高层建筑岩土工程勘察规程》中定量分析时采用的是当量模量的概念。
4 天然地基地基均匀性评价
天然地基均匀性评价方法应采用《高层建筑岩土工程勘察规程》8.2.4,首先进行定性判别,定性判别为不均匀地基的两种情况是:(1)地基持力层跨越不同地貌单元或工程地质单元,工程特性差异显著;(2)地基持力层虽属同一地貌单元或工程地质单元,但属下列情况之一:1)中—高压缩性地基,持力层底面或相邻基底标高的坡度大于10%;2)中—高压缩性地基,持力层及其下卧层在基础宽度方向上的厚度差值大于0.05b(b为基础宽度)。定量判别为不均匀地基的情况是:同一高层建筑虽处于同一地貌单元或同一工程地质单元,但各处地基土的压缩性有较大差异时,可在计算各钻孔地基变形技术深度范围内当量模量基础上,根据当量模量最大值E smax和E smin的比值判定地基均匀性。当E smax/E smin大于地基不均匀系数界限值K时,可按不均匀地基考虑。
从《高层建筑岩土工程勘察规程》8.2.4天然地基均匀性评价方法理解,是将基底持力层以下的可压缩层地层水平向分布和各土层的压缩模量作为评价条件,强调持力层底面坡度及压缩层厚度变化。现将《高层建筑岩土工程勘察规程》所示的几种情况图示如下:
(1)地基持力层跨越不同地貌单元或工程地质单元,工程特性差异显著。
(2)地基持力层虽属同一地貌单元或工程地质单元1)中—高压缩性地基,持力层底面或相邻基底标高的坡度大于10%。
(3)地基持力层虽属同一地貌单元或工程地质单元2)中—高压缩性地基,持力层及其下卧层在基础宽度方向上的厚度差值大于0.05b(b为基础宽度)。
(4)同一高层建筑虽处于同一地貌单元或同一工程地质单元,但各处地基土的压缩性有较大差异时需进行定量分析。
按下列公式计算当量模量:n∑Ai
根据当量模量最大值E smax和当量模量最小值E smin的比值判定地基均匀性。
5 桩基工程地层均匀性与地基均匀性评价
桩基础持力层当为高强度低压缩性岩土层(Es>20MPa)或基岩(低压缩性地基)时,一般桩基变形量较小,可不考虑地基均匀性的影响,桩基的均匀性评价主要分析持力层顶面坡度的不均匀性,当桩端持力层顶面坡度大于10%时应考虑对工程的影响。如应分析桩的稳定性(桩端是否会发生滑移),尤其是对预制桩持力层起伏不均匀时,而造成接桩和截桩,桩端坡度难以控制,并且当持力层起伏较大应在规定的钻孔间距内加密勘探点,复杂地基需一桩一孔布置勘探点,工程必要时可建议进行施工勘察。
对桩端持力层以下压缩层范围以内有中—高压缩性软弱夹层时(如图4)应评价桩基地基均匀性,并可参照天然地基的均匀性评价方法进行评价。
摘要：本文在对岩土工程勘察有关规范理解的基础上,对地层均匀性和地基均匀性的作用及其相互关系进行阐述,分析地基均匀性评价的重要性,细化了地基均匀性评价方法。
关键词：地层均匀性,地基均匀性,变形控制,当量模量
地基均匀性评价的相关问题研究 篇2
地基均匀性的判断是按变形控制进行地基设计的基础，而地基变形最主要的原因之一就是地基存在不均匀问题，对地基均匀性评价的重要性不言而喻。因此在《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(2009年版)[1]第4.1.11和14.33条、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011[2]第6.1.1条、《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004[3]第8.2.1条和《城市轨道交通岩土工程勘察规范》GB50307-2012[4]第7.2.3条等强制性条文中，均对地基均匀性评价作出了明确规定，必须严格执行。但在日常岩土工程勘察工作中，部分工程师只是三言两语针对性不强、有的甚至不评价。
1 地基均匀性的理解
地基均匀性主要是为了解决地基变形问题，且重点是在水平方向上的变形不均匀性，目的是预测建筑物的变形特征。
要注意地基均匀性和地层均匀性的区别：地层的均匀性是指某层土性质的均匀性；地基均匀性主要是基础以下沉降计算深度内的压缩层厚度变化（持力层及其下卧层水平方向上均匀性）和压缩层压缩性综合评价[5]。一个建筑物的地基可能包括多个地层。
因此不能以地层均匀性评价作为地基均匀性评价。
2 地基均匀性评价的范围
2.1 平面范围
地基均匀性评价应以单个建筑物水平投影面积作为平面范围，正常是建筑物角点包络线所占的面积范围[6]。同一场地的不同建筑物，应以单个建筑物
2.2 深度范围
地基均匀性评价应以单个建筑物地基变形计算深度范围，即沉降计算影响深度作为评价的深度范围，这一深度因基础型式、地质条件、土层性质等的不同而不同。勘察阶段可根据拟采用的基础型式采用不同的估算方法，在估算的沉降计算深度范围内进行评价。
3 地基均匀性评价的内容
(1)根据建筑物平面布置特点，确定评价的单体个数及各单体评价范围。(2)根据勘察成果数据，正确划分地貌、工程地质单元和地层。(3)根据工程地质条件，选用合适的评价方法，地基的均匀性评价，其实就是地基土的压缩性水平方向的分布不均匀问题。(4)根据评价结果，预测建筑物的变形特征，必要时进行地基稳定性评价。(5)对判定为不均匀的地基，应根据上部结构和工程地质条件，进行沉降、差异沉降、倾斜等变形特征进行分析评价，提出不均匀地基的处理建议。
4 地基均匀性评价的方法
目前，地基均匀性评价要进行精确的定量分析还不成熟，但地基均匀性评价仍有其积极的指导作用。随着计算机技术和相关软件在岩土工程中应用的普及和发展，差异沉降变形的定量分析已可方便地进行。
在《岩土工程勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》、《城市轨道交通岩土工程勘察规范》中，均以强制性条文形式对地基均匀性评价作出了明确规定，意味着必须严格执行。但都没有给出具体的评价方法、标准和准则，造成岩土工程师在对地基的均匀性进行评价时不知从何处着手。
在《高层建筑岩土工程勘察规程》中，借鉴北京地区的做法，给出了定性评价地基不均匀性的定量方法，可以作为高层、多层或其它建筑物地基均匀性评价的参考。
《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004第8.2.4条规定，符合下列情况之一者，应判别为不均匀地基。
4.1
地基持力层跨越不同地貌单元或工程地质单元，工程特性差异显著。
4.2 地基持力层虽属于同一地貌单元或工程地质单元，但遇下列情况之一：
(1)中～高压缩性地基，持力层底面或相邻基底标高的坡度大于10%；(2)中～高压缩性地基，持力层及其下卧层在基础宽度方向上的厚度差值大于0.05b(b为基础宽度）；(3)同一高层建筑虽处于同一地貌单元或同一工程地质单元，但各处地基土的压缩性有较大差异时，可在计算各钻孔地基变形计算深度范围内当量模量的基础上，根据当量模量最大值和当量模量最小值的比值判定地基均匀性。当大于地基不均匀系数界限值K时，可按不均匀地基考虑。K见表1。
5 不均匀地基的常用处理措施
5.1 建筑设计措施
(1)建筑体型力求简单，减少地基中附加应力重叠。(2)控制建筑物的长高比，增加结构整体刚度。(3)合理布置纵横墙，提高调整不均匀沉降的能力。(4)合理安排相邻建筑物之间的距离，减少相邻建筑物的影响。(5)设置沉降缝，并与伸缩缝及抗震缝结合起来，避免不均匀沉降带来的危害。(6)控制与调整建筑物各部分标高，减轻不均匀沉降对使用上的影响。
5.2 结构措施
(1)减轻建筑物的自重。(2)减少或调整基底的附加压力，起到减少和调整沉降的目的；也可通过调整建筑与设备荷载的部位以及改变基底的尺寸，控制和调整基底压力，改变不均匀沉降量。(3)增强基础整体刚度，提高基础的抗变形能力，以调整不均匀沉降。(4)采用对不均匀沉降不敏感的结构。(5)设置圈梁。
5.3 施工措施
(1)对于灵敏度较高的软粘土，在施工时应注意不要破坏其原状结构，在浇注前须保留约20cm覆盖土层，待浇注基础时再清除。(2)若地基土受到扰动，应注意清除扰动土层，并铺上一层粗砂或碎石，经压实后再在砂或碎石垫层上浇注混凝土。(3)当建筑物各部分高低差别极大或荷载大小悬殊，应按照先高后低、先重后轻的原则安排施工顺序，可达到减少部分沉降差的目的。(4)施工时应特别注意减少基础开挖时，由于井点排水、施工堆载等可能对邻近建筑造成的附加沉降。
6 结束语
本文针对地基均匀性评价的理解、评价范围、评价内容、评价方法、不均匀地基的处理等几个问题进行探讨，希望能帮助岩土工程师提高地基均匀评价的工程针对性。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部.GB50021-2001(2009年版《)岩土工程勘察规范》[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB500072011《建筑地基基础设计规范》[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[3]中华人民共和国建设部.JGJ72-2004《高层建筑岩土工程勘察规程》[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[4]北京市规划委员会.GB50307-2012《城市轨道交通岩土工程勘察规范》[S].北京:中国计划出版社,2012.
[5]张晓玉,张丽丽.关于地层均匀性和地基均匀性评价的理解和探讨[J].工程勘察,2010,(S1):38-41.
均匀性评价 篇3
1 实验材料与方法
1.1 菌种
目标菌株A:鼠伤沙门氏菌 (ATCC14028) ;
干扰菌株B:弗氏柠檬酸杆菌 (ATCC 43864) ;
检样形态:冻干粉 (采用进口无抗脱脂牛乳作为保护剂) [4]。
1.2 试剂
平面培养基:Hektoen肠道琼脂 (HE) 、木糖赖氨酸去氧胆盐 (XLD) , 上述两种培养基不需要高压灭菌, 在制备过程中不宜过分加热, 避免降低其选择性, 贮于室温暗处。实验当天制备, 次日使用;
沙门显色培养基 (CSA) , 加热煮沸灭菌;
斜面培养基:三糖铁琼脂 (TSI) , 121℃灭菌10min;
液体培养基:赖氨酸脱羧酶试验培养基及对照培养基, 分装后, 培养基上面滴加一层液体石蜡, 115℃高压灭菌10 min;
沙门鉴定血清 (O抗原、H抗原) ;
以上培养基均购于北京陆桥技术有限责任公司。
保护剂制备:无抗脱脂乳粉按1:4加入纯水复原, 分装于三角瓶中, 110℃灭菌15 min备用。
1.3 仪器设备
冷冻干燥机, 恒温培养箱, 振荡器, 电子天平等。
安瓿管预先用2%盐酸浸泡过夜, 水洗干净用蒸馏水浸泡至p H中性, 干燥、标记菌号及时间, 加入脱脂棉塞后, 121℃灭菌20 min备用。
其他玻璃器具 (除定量性器具) 需干热灭菌, 180℃2小时。
1.4 实验方法
1.4.1 样品制备
鼠伤寒沙门氏菌和弗式柠檬酸杆菌标准菌株分别分离纯化2-3次, 以制备样品。阳性样品为两种菌液1:1混合的菌液, 制备120支;阴性样品为弗式柠檬酸杆菌单一菌液, 制备80支, ;5000 rpm离心5 min, 除去培养基, 加入适量无抗脱脂牛乳 (控制细胞浓度不少于1000个/m L) 复悬, 用无菌管分取500μL置于各个安瓿管中, 瓶口用无菌棉塞住, 冷冻干燥, 直至完全干燥成粉末状为止。
1.4.2 样品鉴定
随机抽取阳性、阴性样品, 开启安瓿管后, 加入1000μL灭菌生理盐水, 无菌玻璃棒搅拌复溶样品, 充分混匀。取100μL用于培养基涂布;并用接种环取一环, 分区划线。于36℃培养24~48 h, 观察结果。
(1) 生化鉴定
挑选疑似菌落进行TSI斜面穿刺, 36℃培养24 h, 观察结果;同时各接种一环于赖氨酸脱羧酶培养基及对照培养基中, 上层无菌液体石蜡密封, 36℃培养, 观察结果。
(2) 血清学试验
(a) 多价菌体抗原 (O) :挑选单菌落于1 m L无菌生理盐水中做成浓菌液, 与酒精灯火焰煮沸60 min。在玻片上划出对照区和实验区, 每区域上部放置少量疑似菌, 区域下部分别滴加多价菌体 (O) 抗血清和生理盐水 (对照) ;混匀菌液, 将玻片倾斜摇动混合1 min, 并对着黑暗背景观察是否有凝集现象。 (b) 多价鞭毛抗原 (H) :步骤同 (a) 。
1.4.3 均匀性和稳定性评价
由于微生物检样的特殊性, 在样品制备和储存的过程中均会有损失, 所以在样品制备时, 对菌种接种量控制。分两批随机抽取阴性样品和阳性样品各10管, 复活培养, 按照GB4789.4-2010[5]方法进行检测, 保证目标菌株均匀分布在各样品中和并有良好检出率。对目标菌在培养基上的保有量比较, 以确定保证均匀性, 对各个样品的检出率进行统计, 以确定稳定性。
2 结果与讨论
2.1 纯化菌种鉴定
利用VETIK 2 COMPACT系统鉴定, 结果显示, A号菌99%可能性属于鼠伤寒沙门氏菌, B号菌99%可能性属于弗式柠檬酸杆菌属。
2.2 均匀性评价
如表1所示, (1) 两株菌均非芽孢菌, 保证真空冷冻干燥后活菌数存活量 (70%左右损失率) , 储存运输过程中菌体保有量正常, 故控制制备液菌数达到108CFU/m L。根据抽样涂布结果显示, 菌体活力正常; (2) 弗式柠檬酸杆菌营养利用效率强于鼠伤寒沙门氏菌, 控制目标菌株和干扰菌株比例为5000:1, 以保证目标检出菌的生长优势。根据抽样检验结果显示, 菌落分布正常。在所有阴性样品中均未检出目标菌, 而在所有阳性样品中均检出目标菌, 表明本文制备的样品是均匀的。
2.3 稳定性评价
2.3.1
阳性样品菌落检验
2.3.2 阴性样品菌落形态检验
从表2和表3可知, 阳性样品检出目标菌与干扰菌, 阴性样品仅检出干扰菌, 且二者菌落特性有明显区别, 表3中干扰菌落特性与表2一致。
“*”调整菌液浓度, 安瓿管添加量;“**”冷冻真空干燥后菌体存活量在30%左右
注:K代表产碱情况, A代表产酸情况。
2.3.3 生化反应结果
从表5可知, 目标菌株斜面产碱, 底部产酸, 并且有产气和硫化氢, 经对比, 可初步鉴定沙门氏菌。
2.3.4 血清学鉴定结果
经多价O抗原鉴定, 1分钟左右后出现凝集现象 (凝集缓慢可能和血清质量有关) , 结果为阳性。经多价H抗原鉴定, 出现凝集现象, 结果为阳性。
结果为O抗原4, 12凝集, 第一相鞭毛抗原H:i凝集, 第二相鞭毛抗原H:1, 2凝集。
从以上结果可判定为鼠伤寒沙门氏菌。
2.3.5 抽样检测结果
随机从样品中分两批抽取样品, 阳性样品和阴性样品各10管进行验证。抽样检验结果显示, 所有阳性样品沙门氏菌检出率100%, 阴性样品中沙门氏菌检出率0。稳定性良好。
3 结论
经验证, 本次能力验证计划制备的样品均匀性和稳定性良好, 符合PT样品要求, 从而使沙门氏菌能力验证活动顺利开展。样品以进口无抗脱脂乳为保护剂, 将菌株与食品混合模拟成食品样品, 以更加准确地考核参试实验室的检验能力。能力验证体现实验室的检验水平, 制备出均匀性好、稳定性强的能力验证样品对参试实验室的考核更为准确, 同时也为其他微生物能力验证样品的均匀性和稳定性研究提供理论指导。
参考文献
[1]李锦程, 陶坪, 王冬妍, 等.对实验室能力验证的认识[J].现代测量与实验室管理, 2006, 6:35-37.
[2]李国民吕栋会能力验证试样的均匀性和稳定性检验[J].中国高新技术企业, 2012, 2:48-49.
[3]卢行安, 郑江, 曹志军, 等.微生物能力验证样品均匀性试验的研究[J].中国微生态学杂志, 2003, 15 (1) :33-34.
[4]王娜, 钱和.阪崎肠杆菌能力验证样品均匀性和稳定性的研究[J].中国微生态学杂志, 2010, 22 (7) :6-6-608.
均匀性评价 篇4
建筑工程设计人员在设计地基基础时,最为关注的是因地基变形而导致建筑物的沉降与倾斜变形。地基不均匀是导致地基变形的重要诱因之一因此,岩土工程师应针对地基均匀性问题进行详细分析与评价,在定性评价基础上,做好定量分析。
1.1 评价范围
地基均匀性评价过程中,首先应明确评价对象的评价范围,这一评价范围主要指建筑物地基下受力层内的地基岩土体。其评价范围主要包括平面范围圈定和深度范围圈定。建筑地基评价则主要以建筑物投影面积为依据,换言之,即为建筑物角点包络线的全部面积相较于抗震场地厚度评价,地基评价深度与其有显著区别,应对地基均匀性评价深度范围进行确切的定性理解,如果将对地基均匀性评价的深度范围等同于抗震厚度评价范围,极易导致资本的极大浪费,这是因为确定抗震覆盖厚度时主要是地面到岩土层的距离,这一距离需要满足岩土层剪切波速不低于500 m/s,但是地基均匀性深度范围则需明确以下几点。
1)条形基础评价深度是基底下地面宽度的3倍,且不小于5 m;独立基础评价深度是基底下地面宽度的1.5倍,且不小于5m。
2)天然地基条形或独立基础以变形比法进行压缩层深度范围评价,利用《建筑地基基础设计规范》GB 50007—201 1中的相关规定计算变形深度:
3)以变形比法进行大面积基底深度范围评价,利用《建筑地基基础设计规范》中的相关规定计算变形深度:Zn=b(2.5-0.41nb),其中b为基础宽度,同时评价范围需比基础宽度高出1倍。
4)桩基础利用应力比进行深度评价,其评价深度记作Zn,OZ=0.2OC,OC=∑a1Po,其中,OZ为附加应力,OC为岩土自重应力,a1为附加应力系数,PO为等效实体基底附加应力。
1.2 评价内容
地基均匀性评价是分析评价岩土工程的基础依据相关规定,结合基础设计经验,遵循建筑工程总体要求,地基均匀性评价,实质上是地基土不均匀的压缩性问题,根据建筑场地特点,需要首先明确建筑场地的地质单元,再基于建筑物的负荷特点对地基压缩层深度进行估算
1)划分地质单元通过对工程现场情况的调查,明确工程场地所属的地貌单元。结合钻孔揭露资料,进行场地纵横剖面图的绘制,进而对岩土成因、力学性质、沉积时间进行分析评价,对地基纵横剖面上的力学性质差异进行分析,并对建筑物基础平面所属地质单元或是否跨越地质单元进行分析。
2)计算地基均匀性评价深度基于建筑物负荷特点,按照上文中地基压缩层深度的计算方法估算深度范围。对压缩层地基力学特点进行分析评价,继而评价地基均匀性。
3)从以下方面评价不均匀地基:①建筑物地基平面横跨多个不同地质单元,纵横方向的岩土层特性存在明显差异的属于不均匀地基;②建筑物场地地质构造出现节理或破碎带发育致使更为破碎的,其中的破碎岩体并不是风化引起的,这种属于不均匀地基;③建筑物场地内分布着大面积的填土或黏性土,亦或地基已经人为处理,这些都是不均匀地基;④以建筑物各钻孔压缩层内压缩模厚度的最大加权平均值(Emax)与最小加权平均值(Emin)的比值为不均匀系数,同时与同一地质单元内的岩土厚度统计变异系数相结合进行综合评价,凡满足表1要求的即是不均匀地基。
2 地基稳定性评价
一般而言,建筑物地基的承载力在垂直方向,在均质土层下,只要满足地基荷载要求,便为地基稳定性提供了主要条件。在不均匀地基、建筑位于斜坡上,高处建筑在倾斜荷载、风荷载等的影响下,深基层开挖或地下水渗流变化大的情况下,需对地基稳定性进行验算,确保建筑整体稳定性。
地基的稳定性与不均匀地基、坡体、土层构造、地质水文条件、建筑物基础支护结构、排水结构、埋置深度、倾斜程度、荷载程度等密切相关。建筑场地整体稳定条件下,除一般对地基稳定性有明显影响的问题外,在山区淤积地带或河谷地区,在下列情况下应分析地基稳定性情况。
1)稳定土坡顶上的地基根据地基规范的相关规定,基础底面与坡顶边缘处置,且其边长不小于3m的情况下,基础地面边线到土坡顶的距离a不能小于2.5m,且满足以下公式要求:条形基础:a≥3.5b-d/tanβ;矩形基础:a≥2.5b-d/tanβ,其中,b代表与坡顶边缘垂直的基础地面边长,d代表建筑物基础埋置深度,β代表边坡坡脚(见图1)。
如果基础地面边线到土坡顶的距离与上面两个公式要求不相符,可利用基底压力,结合稳定验算公式,计算出基础埋深。假若基础宽度比较大,地基与半无限空间体要求不契合,这时就需要降低地基荷载设计值,基础过重的可利用桩基。若坡高高于8m,坡脚大于45°,结合上面两个公式后,a值较小,则极易发生滑坡。这时就应进行坡体稳定性评价验算,切实保证建筑物体的质量安全。
以上条件适宜均质稳定土坡,而对于软弱构造面影响边坡稳定,应对不同界面可能引发的滑动状况进行验算处理。
2)斜坡或软土层的填土地基,若地面本身坡度就大于20%,亦或地面地质不佳、地下排水系统可靠性不高,则应配置有效的排水、防渗、护坡等设施,为填土增添防护,防止因上部荷载导致填土沿坡面滑动。
3)边坡被地下水浸润,地基土强度减弱,这样很容易导致地基失稳。河流、湖泊边的建筑物最易出现地下水上升引起地基失稳现象。
4)深开挖基坑的基底与边缘,在开挖压力、卸荷作用影响下,在地下水位降低,土体浮力被卸除,加之动力水压作用,极易引发地基稳定问题。
5)近基底基岩透水性不佳,表面坡度大,基岩表面容易形成富水带,导致出现软弱滑动面。
6)基底下存在土洞或岩洞时,在震动负荷或施加负荷影响下,容易使洞顶坍塌,引起地基突然沉降。评价土洞、溶洞等顶板的稳定性可以看洞穴是否被填满。一般情况下,如果洞穴内可自行填满,塌落厚度小于顶板厚度,则其地基是稳定的;如果洞穴内无法自行填满,则应对洞穴顶板力学稳定性进行验算。
3 不均匀地基的稳定性评价
3.1 不均匀地基承载力取值
建筑设计时,多采取简化计算法,将地基、基础、上部结构三个静力平衡结构分为三部分独立求解,例如,上部结构的柱建造于基础之上,其结构内力(柱的剪力、轴力、弯矩)作用在基础底板上,基础底板也会受到地基反力的作用,上部结构承载力(包括悬梁以上自重及基础自重)与地基反力平衡,假设地基反力分布状况为直线,这时基础为刚性,但是在地基变形计算时,往往又将基础视为柔性,也就是地基反力分布是均匀的。对地基进行变形验算时,其荷载组合不尽相同,对荷载力进行验算时,多利用标准的荷载效应组合,验算地基变形时,则利用荷载效应准永久组合,说明地基承载力不是固定值,会随着不同的基础刚度而变化。
按照上述计算方式,只反映了反力与荷载间的静力平衡,忽视了地基、基础、上部结构间的变形连续性,导致地基承载力取值时独立看待地基土,承载力取定值,使得地基承载力取值不稳定,要么偏高,要么偏低,影响了建筑的质量安全,同时造成成本浪费。结合笔者设计实践经验,地基反力在不同基础刚度条件下会出现相应的集中现象,因此,可结合不同的基础形式及其刚度建筑物基础设计地基荷载作相应调整,例如,若基础刚度大,则地基承载取用高值;基础刚度小,则地基承载取用低值;条形基础取高值;独立基础取低值。
3.2 评价方法
以某天然地基的建筑物为例,探讨不均匀地基稳定性评价方法。该建筑地基东侧石灰岩作为持力层,西侧为泥岩持力层。东西两侧工程强度差异大,不同的风化程度导致工程强度差异增大,故该建筑地基为不均匀地基。将泥岩作为持力层是不适宜的,尤其是不适宜高层建筑。假如建筑上覆土体不厚,那么东侧石灰岩可为持力层,设置独立基础;西侧持力层为中风化泥岩,采取桩墩基础。
4 不均匀地基基础设计应采用的结构措施
不均匀地基岩土横纵向上有着不同的力学性质,均匀地基相较于集中的地基反力,其力学差异更为显著,如果基础设计时没有结合适宜的结构举措,极易影响建筑物的质量安全。因此,地基基础设计时不仅要根据基础纵横向配设钢筋,还应配合以下措施。
1)在不均匀地基上建造需强化其基础刚度。
2)建筑物尽量利用相同形式的基础。
3)建筑物基础应避免在不同性质的地基岩土层上。
4)高层钢混结构建筑应在纵横主轴向配设系梁,尤其是各柱基存在承载力明显差异或柱基埋深大的结构。
5)桩基配设单桩或多桩,同时纵横主轴向配设系梁。
6)不均匀地基上设置的桩基,在桩顶和桩底处配设箍筋,箍筋应大于1m,如果为预制桩则需配设相应的高强度预应力管桩。
7)在不均匀地基上的单层、多层房屋或内框架、底部框架房屋需配置基础圈梁。
8)单层、多层房屋也可利用增加内撑、斜撑或减小柱距的措施。
9)若地基较软,但还有些许承载力,可结合地质勘察报告,设置条形基础;若没有承载力,则设置梁板筏型基础。
10)若地基拥有良好的稳定性,没有滑坡现象,用灰土填埋或配用筏板基础即可。
1 1)若场地在山区,并且地质勘察报告要求要对地基稳定性进行考量评价,要处理好地基稳定性,防止地基滑动损坏建筑物体。
5 结语
地基均匀性、稳定性评价意义重大,地基均匀性、稳定性评价是岩土工程勘察的基础内容,直接关系到建筑结构与建筑基础选型,因此,岩土工程勘察应结合工程实际,做好分析评价,为建筑工程安全建设提供依据。本文在阐述地基均匀性稳定性评价范围、评价方法,分析不稳定地基稳定性评价方法的基础上,探讨不均匀地基在建筑基础设计中应做好的结构措施,为今后建筑工程提供参考。
参考文献
[1]吴顺彬.岩土工程勘察地基均匀性和稳定性评价方法探析[J].科技促进发展,2012(S1):118-120.
均匀性评价 篇5
我公司在磨尾以简单“勾兑”方式生产32.5级水泥。改进前的问题是：矿渣微粉的比表面积在440～460m2/kg，易结团，堵塞库底锥部;有杂物混入时易卡死稳流绞刀而使配比失控，影响水泥质量及均匀性;水泥“起砂”而影响信誉等。
改进措施：(1)将矿渣粉库的锥体锥角从60°改为70°;(2)增设(锥斗)库壁振动器;(3)一级稳流绞刀进料端的下方开口焊一沉渣箱;(4)在水泥库顶增设混料机;(5)入库水泥经新增的无动力撒料锥后提高均匀性;(6)加强质控管理与机械倒库、多库搭配。
效果：28天抗压强度值标准偏差从1.71MPa降至0.87MPa;变异系数从4.39%降至2.36%;混合材掺入量由36%提高到43%，由此，每吨水泥的生产成本可下降11.2元。经济效益可观。
长沙1号线风道送风均匀性研究 篇6
合理的风道内气流组织可以有效改善客室内的温度场、速度场及舒适性。送风风道的出风均匀性直接决定了车内气流组织的优劣, 因此有必要对风道内部结构进行优化实现均匀送风。
长沙1号线地铁采用下送下回式空调机组并配合采用B型车风道送风。为优化送风均匀性, 通过CFD计算及试验相结合的方式对风道内部结构进行了优化。与原B型车风道相比, 解决了空调机组回风口周边无送风的问题, 同时降低了整车噪声。
2 初始方案及物理模型
长沙1号线送风风道示意图如图1所示。空调所送气流经风道入风口进入两侧风道空间, 并经风道通过底部孔板送入车厢。初始方案模型见图2。
由于风道宽度方向对称性, 理想状况下两侧气流流动情况完全相同, 因此仿真建模时选取宽度方向一半风道作为研究对象。
本项目研究风道总送风量为4 000 m3/h, 其中主风道区域的送风量为3 300 m3/h, 司机室风量700 m3/h。
与原B型车相比, 本项目风道在入风口的两侧取消静压箱孔板并在距入风口一定距离处开面积较大的回流孔。通过在回流孔处设置导流板以解决入风口两侧的送风问题。
由于送风风道静压腔底部送风孔板沿风道长度方向贯通, 为较全面地掌握和评价出风均匀程度, 以0.5 m长度计为一个计算区域。
根据送风风道结构特点, 采用结构和非结构两种类型单元生成网格, 且风口网格局部加密, 以提高计算精度。对送风风道初步结构进行网格划分, 风口网格尺寸为:入风口10 mm×10 mm, 出风口15 mm×15 mm, 整体网格尺寸最大为20 mm。整体网格及各方向截面网格生成情况如图3。
3 边界条件设置及仿真计算
送风风道模型均采用以下计算边界条件及其计算方法:
1) 以风道顶部气流入口为计算入口边界, 设为压力入口, 设置压力入口的原因为, 实际情况中入风口速度不可能为完全均匀送风, 采用速度入口 (即完全均匀送风) 与实际情况不符合, 而采用压力入口则更与实际情况更相符。根据空调机组总风量确定进风口表压力, FLUENT参数设置面板中的入口参数计算方法如下:
水力直径: (m)
其中:S为湿截面面积, C为湿周周长。
2) 以风道底部送风口为计算出口边界, 设为压力出口, 大小为0 Pa, 外界压强为标准大气压, 风道末端处的两个出风孔压力根据司机室风量大小通过不断尝试确定, 最终达到司机室仿真风量与设计风量偏差在±1%以内。湍流强度根据经验选取为5%。
3) 送风风道末端 (出风口) 孔板孔径很小, 直接对其建模会导致网格数量巨大, 进而造成计算周期延长、迭代不易收敛等问题, 可将孔板作多孔阶跃边界条件简化处理。
本项目采用SIMPLEC算法, 求解压力与速度耦合方程。经计算各出风口风量偏差如表1所示。
通过分析表1中数据可知, 明显在出风口1以及风口e2风量偏差较大, 这些风口主要处于风道的送风口处或者风道末端。因此, 下一步的优化计划就是将出风口1以及出风口e2处的偏差量减少。风道内部及出风口处的气流速度场如图4所示。
4 试验验证及优化
根据初始方案计算结果, 通过在风道中添加阻力孔板的方式调节送风均匀性, 经多次调整后最终物理模型如图5所示。
同样采用SIMPLEC算法, 求解压力与速度耦合方程。经计算, 各出风口风量偏差如表2所示。
由表2可以得出, 仿真结果与实验结果偏差较小, 除了e1出风口, 其余都在在20%以内, 说明仿真结构能很好的与实验结果相匹配。
同时通过设置回流孔, 有效解决了入风口两侧的送风盲区问题。由于取消入风口两侧的静压箱孔, 风道下方的噪声也有所下降, 通过试验测试, 送风道下方的噪声较以往项目降低了2 d BA。
摘要：长沙1号线空调系统采用新型B型车风道送风, 风道前段采用回流结构调节送风均匀性, 其他区域采用在动压腔内添加孔板的方式调节均匀性。通过仿真及试验两种方式对送风均匀性进行了验证。
关键词：长沙1号线,风道,均匀性,仿真
参考文献
[1]龙静.地铁车辆空调系统送风风道分析[J].电力机车与城轨车辆.2004, 27 (4) :40-42.
[2]孙一坚.工业通风[M].北京:中国建筑工业出版社, 2010.
探讨冻干机温度均匀性验证方法 篇7
搁板温度均匀性验证是冻干机设备验证的一个非常重要的组成部分。搁板的温度均不均匀直接影响到产品在冻干过程中均一性, 如果温度不均匀, 在冻结过程中可能使药品冻结速率不一致, 或部分药品没冻实:在干燥阶段同样会造成药品干燥速率不一致, 甚至可能使部分药品温度超出共熔温度而使冻干失败。因此同一搁板之间的各点温度的均匀性和不同搁板之间各点温度的均匀性尤为重要。[3]
笔者在药厂从事GMP验证工作, 下面就LYO-11型真空冷冻干燥机的温度均匀性验证的方法和结果介绍如下, 以便互相学习和借鉴。
1 验证所用仪器
(1) Kaye Validator X2005验证仪。
(2) 热电偶探头输入模块 (SIM) 。
(3) IR TD-40 0智能型温度标准。
(4) L TR-4 0/1 40干井式温度基准。
(5) T型热电偶探头。
(6) 温度校准点:-4 0℃, 0℃, +4 0℃。
2 方法与结果
2.1 热电偶校准
准备36根已编号的T型热电偶探头, 在低温-40℃、高温40℃进行校准纠偏, 在0℃确认热电偶偏差, 校准读取偏差应小于0.5℃。
2.2 热电偶布置
将校准后合格的热电偶通过验证孔引入冻干箱体内, 将36根热电偶探头分别均匀固定在冻干箱的10个搁板上, 其中第1、2、9、10块板层各均匀布置3根热电偶探头, 第3、4、5、6、7、8块板层各均匀布置4根热电偶探头。
2.3 板层温度确认
同时启动冻干机及温度验证仪进行板层温度确认。按以下程序运行冻干机。
(1) 设定导热油入口温度为-4 0℃, 运行冻干机, 导热油进出口温度平衡后, 持续运行30 min以上, 考察设备在-40℃保持时, 板层温度波动及均匀性。
(2) 设定导热油入口温度为0℃, 运行冻干机, 导热油进出口温度平衡后, 持续运行30 min以上, 考察设备在0℃保持时, 板层温度波动及均匀性。
(3) 设定导热油入口温度为40℃, 运行冻干机, 导热油进出口温度平衡后, 持续运行30 min以上, 考察设备在40℃保持时, 板层温度波动及均匀性。
2.4 热电偶校准确认
完成板层温度验证后, 对使用后的热电偶进行偏差确认, 以确认验证中热电偶偏差漂移满足限定要求。使用后的热电偶其读取偏差应仍小于0.5℃。
2.5 合格标准
2.5.1 热电偶校准合格标准
所有热电偶其非校准偏差小于1.0℃, 校准后3 min内读取偏差小于0.5℃, 校准报告中未出现校准失败的热电偶, 校准合格, 热电偶方可以在验证中使用。
2.5.2 板层温度验证合格标准
(1) 在-40℃、0℃、40℃保持过程中, 板层各点温度波动小于±1.5℃ (以板层平均温度为基准) , 板层温度控制性能合格。
(2) 在-40℃、0℃、40℃保持下, 同一时间各板层上所有测试点温度最大及最小差值小于2.0℃, 板层温度均匀性合格。
(3) 验证后, 热电偶校准确认合格, 板层温度验证数据方有效, 否则验证失败, 须重新进行校准及验证。
2.5.3 热电偶校准确认合格标准
在-40℃、40℃、0℃进行热电偶校准确认, 确认各温度所有测试用热电偶的读取偏差均小于校准标准0.5℃, 校准确认报告中无确认失败的热电偶, 校准确认合格, 板层温度验证有效。
2.6 验证数据分析
冻干机箱内温度在-40℃、40℃、0℃达温平衡后, 分别持续运行30 min, 温度验证仪在各温度运行过程的热分布验证统计数据如表1所示。
-4 0℃持续运行30 min。
Min of Min:-40.78℃T 33;
Max of Max:-39.13℃T04;
Max R an g e:1.65℃
0℃持续运行30 min:
Min of Min:-0.9 1℃T 3 1;Max of Max:0.49℃T17;
Max Range:1.40℃
40℃持续运行30 min:
Min of Min:3 8.1 4℃T 3 1;Max of Max:3 9.5 8℃T 0 6;
Max Range:1.44℃
3 结论
此次板层温度确认, 分别在-40℃、0℃、40℃对板层的温度控制及温度均匀性进行了确认, 板层温度在允许的波动幅度内变动, 真空冷冻干燥机空载运行时板层温度分布均匀性符合设计要求。
(1) 在-40℃、0℃、40℃温度保持过程, 板层温度控制波动≤±1.5℃, 满足温度控制性能要求。
(2) 在-40℃、0℃、40℃温度保持状态下, 同一时间上所有板层最大与最小温度差值≤2.0℃, 板层温度均匀性符合要求。
摘要：目的 检查确认在设定温度下, 电加热系统和冷冻系统能够确保板层温度在允许的波动幅度内变动, 真空冷冻干燥机空载运行时板层温度分布均匀性符合设计要求, 温控能力符合设计及GMP要求。方法 将温度检测仪测温电阻通过冻干机验证孔放入冻干箱体内;将36根已编号的热电偶探头均匀分布于冻干机10个板层, 测温电偶探头要求与板层充分接触;启动冻干机, 在空载状态下进行温度分布测试, 温度测试点分别为-40℃、0℃和40℃, 温度恒定30 min时记录试验数据。结果 达温后, 温度保持过程中, 同一时间冻干机各板层上所有测试点温度的最大及最小差值小于2℃。
关键词：冻干机,热分布,温度均匀性
参考文献
[1]国家食品药品监督管理局编写.药品生产质量管理规范及其附录 (2010年修订) [Z].
[2]国家食品药品监督管理局认证管理中心编写.药品生产验证指南[M].化学工业出版社, 2003.