不同含水和密實狀態下珊瑚砂地基承載特性試驗研究

郭毓熙 章懿濤 方祥位 姚志華 胡豐慧 申春妮

DOI： 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.139

收稿日期：2022?08?22

基金項目：國家自然科學基金（51978103）；重慶英才計劃優秀科學家項目（cstc2021ycjh-bgzxm0051）；重慶英才計劃優秀科學家項目（cstc2021ycjh-bgzxm0051）；基礎加強計劃技術領域基金（2019-JCJQ-JJ-082）

作者簡介：郭毓熙（1996- ），男，主要從事巖土微生物技術及應用研究，E-mail：54gyx@163.com。

通信作者：方祥位（通信作者），男，博士，教授，博士生導師，E-mail：fangxiangwei1975@163.com。

Received： 2022?08?22

Foundation items： National Natural Science Foundation of China （No. 51978103）; Chongqing Talents Program （No. cstc2021ycjh-bgzxm0051）; Chongqing Talents Program （No.cstc2021ycjh-bgzxm0051）; Foundation Strengthening Plan Technical Field Fund （No. 2019-JCJQ-JJ-082）

Author brief： GUO Yuxi （1996- ）， main research interests： geotechnical microbiology technology and application， E-mail： 54gyx@163.com.

corresponding author：FANG Xiangwei （corresponding author）， PhD， professor， doctorial supervisor， E-mail： fangxiangwei1975@163.com.

摘要：珊瑚砂工程性質特殊，研究珊瑚砂地基的承載特性對島礁工程建設具有重要意義。通過不同相對密實度（50%、65%、72%、80%和85%）、不同含水狀態（干燥和飽和）及水位升降等工況下的珊瑚砂地基平板載荷模型試驗，研究相對密實度和含水狀態對珊瑚砂地基承載特性、顆粒破碎、分層沉降和土壓力傳遞規律等的影響。結果表明：隨著相對密實度的增大，干燥狀態下珊瑚砂地基極限承載力增大，沉降減小；相對密實度80%以上的珊瑚砂顆粒破碎較明顯；承壓板正下方的土壓力隨深度增大而減小。飽和珊瑚砂地基的極限承載力約為干燥狀態的44%，地基破壞時的沉降約為干燥狀態的2倍，兩次水位升降對地基承載力和沉降影響較小；距離承壓板中心不同位置處，飽和（含水位升降）與干燥狀態下珊瑚砂地基分層沉降呈現出不同的規律；3種工況下土壓力傳遞規律相似。

關鍵詞：珊瑚砂地基；承載特性；顆粒破碎；土壓力傳遞規律；水位升降；模型試驗

中圖分類號：TU441 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：2096-6717（2023）05-0049-09

Experimental study on bearing characteristics of coral sand foundation under different water content states and relative compactnesses

GUO Yuxi1， ZHANG Yitao1，2， FANG Xiangwei1， YAO Zhihua3，

HU Fenghui1， SHEN Chunni4

（1. School of Civil Engineering， Chongqing University， Chongqing 400045， P. R. China； 2. Guixi Smelter Jiangxi Copper Company Limited， Guixi 335424， Jiangxi， P. R. China； 3. Department of Airdrome Construction Engineering， Air force Engineering University， Xi，an 710038， P. R. China； 4. School of Civil Engineering and Architecture， Chongqing University of Science and Technology， Chongqing 401331， P. R. China）

Abstract： The engineering properties of coral sand are special， so it is important to study the bearing characteristics of coral sand foundation for island construction. The influences of relative compactness and water content state on the bearing deformation characteristics， particle breakage， layered settlement and the pattern of earth pressure transfer of coral sand foundation are studied through the plate loading model test of coral sand foundation under different working conditions， such as different relative compactness （50%， 65%， 72%， 80% and 85%）， different water content states （dry or saturated） and water level variations. The results show that the bearing capacity of coral sand foundation increases and the settlement decreases with the increase of relative density in dry condition. The coral sand particles are broken more significantly while the relative compactness is greater than 80%. The earth pressure directly below the bearing plate decreases with increase of depth. The bearing capacity of coral sand foundation in saturated state is about 44% of that in dry state， the settlement in the failure is about 2 times of that in dry state， and the influence of two times of water level variation on the bearing capacity and settlement of foundation is small. At different locations from the center of the bearing plate， the developments of the layered settlement of coral sand foundations in saturated， water level variation and dry state are different. The pattern of earth pressure transfer is similar in the three states.

Keywords： coral sand foundation； bearing characteristics； particle breakage； the law of earth pressure transmission； water level variation； model test

隨著經濟全球化進程的推進和海上絲綢之路的提出，海洋對全球各國經濟發展的影響越來越大，人類進入了一個大規模開發利用海洋資源的時期[1-2]。珊瑚島礁作為海洋權益維護的立足點和海洋資源開發的平臺，對海洋開發、科學研究及經濟發展具有重要意義[3]。珊瑚島礁主要由珊瑚砂構成，珊瑚砂工程力學特性和珊瑚砂地基承載特性研究已成為巖土領域研究的熱點。

珊瑚砂是指由珊瑚、貝類等海洋生物碎屑或骨骼殘骸形成的富含碳酸鈣等難溶物質的特殊砂土，碳酸鈣含量可達90%以上，學者們又稱之為鈣質砂[4-5]。珊瑚砂發育于熱帶海洋環境中，特殊的物質組成、結構和形成環境使其物理力學及工程性質同陸相沉積物相比具有顯著的差異。由于珊瑚砂在沉積周期中并未發生長途搬運，使得生物骨架中的一些孔隙得以保留，故而形成的砂顆粒孔隙及內孔隙較多、磨圓程度低，在外力作用下易發生破碎[6-8]。Coop等[9]基于壓縮試驗研究發現，在壓力較大的情況下，顆粒的破碎對珊瑚砂壓縮性影響較大，珊瑚砂的壓縮特性受碳酸鈣含量、沉積年代及其所處的水文地質條件等影響。Allman等[10]對不同膠結物含量的珊瑚砂開展三軸試驗發現，珊瑚砂的內聚力和剪切峰值強度隨珊瑚砂膠結物含量的增大而增大。Datta等[11]對印度西海岸的4種珊瑚砂進行了低圍壓和高圍壓兩種情況下的三軸試驗研究，結果表明，珊瑚砂的破碎程度會隨著顆粒內孔隙的增加、粒徑的增大、剪應力的施加、圍壓的增大及顆粒棱角的增多而加深。Dutt等[12]發現，與現場實測數據相比，常規三軸試驗測得的珊瑚砂摩擦角偏高，而等體積直接單剪試驗所得到的摩擦角偏小，但總體處于現場實測數據范圍內。中國學者對珊瑚砂研究起步較晚，但近40年來隨著南沙群島綜合科學考察的全面展開，珊瑚礁工程地質和珊瑚砂特性進入系統研究階段，并取得了豐碩成果。汪稔等[13]編著了《南沙群島珊瑚礁工程地質》，是中國第一部論述區域性珊瑚礁工程地質及其物理力學性質的專著。孫宗勛[4]綜述了珊瑚砂的壓縮性、破碎性、剪切特性和強度特性，指出顆粒破碎是影響珊瑚砂變形和強度特性的主要因素。張梅英等[14]、張家銘等[15]、紀文棟等[16]研究了壓縮和剪切下珊瑚砂顆粒破碎情況及其對力學特性的影響。張小燕等[17]研究了蠕變試驗過程中珊瑚砂顆粒破碎情況。在珊瑚砂地基承載特性方面，王新志等[18]進行了室內載荷試驗，確定了不同密實度鈣質砂的承載力及變形特性；李洋洋等[19]通過平板載荷試驗研究了承壓板尺寸和密實度對珊瑚砂承載特性的影響；沈揚等[20]通過自制平板載荷室內模型裝置量化研究珊瑚砂密實度、級配及載荷板的形狀、尺寸對珊瑚砂地基承載力的影響，并對比了珊瑚砂與石英砂承載力的差異性。但這些研究以干砂為主，較少考慮飽和珊瑚砂和水位升降的影響，且模型試驗中沒有考慮顆粒破碎的影響。

珊瑚砂富含內孔隙，顆粒易破碎，珊瑚砂地基的承載特性受顆粒破碎影響。由珊瑚砂組成的地基與硅砂地基工程性質差別較大，并且島礁上的珊瑚砂地基長期被海水淹沒，同時受到潮水漲落影響。筆者通過不同工況下的珊瑚砂地基平板載荷模型試驗，研究相對密實度和含水狀態對珊瑚砂地基承載特性、顆粒破碎、分層沉降和土壓力傳遞規律等的影響規律。

1 模型試驗概況

1.1 珊瑚砂

平板載荷模型試驗用珊瑚砂取自南海某島礁，經過5 mm篩得到試驗用砂[20]，根據《土工試驗方法標準》（GB/T 50123—2019）[21]相關規定，對試驗所用珊瑚砂進行了土粒比重和顆粒分析等試驗，為模型試驗奠定基礎。珊瑚砂各項基本物性參數如表1所示，珊瑚砂顆粒級配曲線如圖1所示。

1.2 模型箱及數據測量采集系統

模型箱尺寸為1.0 m×1.0 m×1.0 m（長×寬×高），由8 mm厚的鋼板組裝和焊接而成，在箱體內部用鋼板劃分0.6 m×0.6 m×1.0 m的區域用于珊瑚砂地基平板載荷模型試驗。為減小試驗加載過程中模型箱的變形，采用鋼桿對模型箱進行支撐。在模型箱的一側設置鋼化玻璃板，用于試驗過程中觀察土體變化。為了減小模型試驗進行時模型箱內側箱壁摩擦力對珊瑚砂的影響，填砂前在模型箱內側箱壁粘貼塑料薄膜。在進行飽和狀態與水位升降條件下的模型試驗時，在玻璃板上粘貼一根透明玻璃管用于觀察水位。

模型試驗數據測量采集系統包括應力應變采集箱、土壓力盒、荷載傳感器、孔隙水壓力傳感器、位移計及數顯百分表。應力應變采集箱為DH3816N靜態應力應變測試分析系統，將該系統連接電腦，對試驗加載過程中土壓力盒、壓力傳感器、孔壓傳感器等測量的數據進行采集，采集箱每組12個通道，共72個通道，可同時采集應力和應變。

1.3 試驗方案

通過室內平板載荷模型試驗研究相對密實度和含水狀態對珊瑚砂地基承載特性、顆粒破碎、分層沉降和土壓力傳遞規律等的影響。

模型試驗中采用的承壓板為10 cm×10 cm的方形鋼板，厚度均為10 mm，材料為Q235B級鋼板。

珊瑚砂相對密實度Dr綜合了顆粒級配和孔隙比等影響，對地基承載特性有重要影響，能夠較好體現珊瑚砂的松散和密實程度，其計算公式為[21]

D_r=（e_max-e）/（e_max-e_min ） （1）

式中：emax、emin為珊瑚砂最大、最小孔隙比；e為珊瑚砂天然孔隙比。

為研究相對密實度和含水狀態對珊瑚砂地基承載特性的影響，在珊瑚砂干燥狀態（含水率在6%左右）下選用5種不同的相對密實度，分別為50%、65%、72%、80%和85%，屬于中密和密實珊瑚砂地基；在此基礎上對密實度為72%的珊瑚砂地基開展飽和狀態和水位升降下的平板載荷對比試驗。試驗方案見表2。

需要指出的是，相關研究表明，珊瑚砂在水平方向的傳遞距離約為載荷板寬度或直徑的1～2倍以上時，尺寸效應影響較小，可不考慮尺寸效應[22]。荷載板尺寸為10 cm×10 cm，而模型箱尺寸為60 cm，因此，可不考慮尺寸效應。

1.4 試驗流程

1）珊瑚砂地基填筑和測量元器件埋設安裝。為了較均勻地控制珊瑚砂的相對密實度，試驗前按5 cm一層在模型箱內壁標好刻度；將珊瑚砂分16層填筑到模型箱中，每層5 cm，填筑高度共80 cm。依據試驗設計的相對密實度和珊瑚砂物理力學參數計算出每層填筑的珊瑚砂質量，將稱量好的珊瑚砂分層壓實到相應的刻度線，按照試驗方案埋設沉降板、土壓力盒等測量元器件。填筑完畢后整平表面并檢測表面平整度，然后在模型箱正中央放置承壓板和架設千斤頂。試驗準備完畢并檢查無誤后開始加載和采集數據。模型試驗測量元器件實物布置如圖2所示。

2）飽和狀態和水位升降下珊瑚砂地基平板載荷模型試驗。在反力梁上安放水箱，水箱閥門連接軟管使水流入埋于珊瑚砂的水管中，水通過模型箱底部龍頭連接導管流出。試驗中，保持與珊瑚砂地基表面平齊水位浸泡珊瑚砂1 d認為地基基本達到飽和狀態，可開始試驗。珊瑚砂地基平板載荷試驗水位升降流程為：在飽和狀態下將荷載加載到地基承載力特征值的50%左右，將水位勻速緩慢下降50 cm后維持0.5 h不變，隨后將水位勻速緩慢上升50 cm后維持0.5 h不變。重復上述水位變化過程，水位升降兩次完畢后繼續后面各級荷載的加載直至試驗完成。

3）測量元器件的布置。采用土壓力盒測量土體內部土壓力，采用電子百分表測量沉降，對于飽和與水位升降工況，采用孔壓計測量孔隙水壓力，通過土壓力盒數據減去孔壓計數據得到真實土壓力。在承壓板正下方及距離承壓板中心10、20 cm位置、深度10、20、30、40 cm處安置土壓力盒采集土體內部土壓力。在距離承壓板中心10、20 cm位置，深度15、30、45 cm處埋設沉降板測量沉降。在承壓板正下方深度10、20、30、40 cm處埋設孔壓計測量孔隙水壓力。土壓力盒、沉降板及孔壓計布置如圖3所示。

2 試驗結果分析

2.1 干燥狀態下試驗結果分析

2.1.1 地基承載力及變形分析

圖4給出了珊瑚砂地基在不同相對密實度下的p-s曲線。在地基達到破壞之前，珊瑚砂地基的p-s曲線近似成直線，地基的變形主要是荷載作用下珊瑚砂顆粒間孔隙減小引起的，變形較穩定；當荷載超過一定值之后，珊瑚砂地基發生破壞，地基中形成連續滑動面，變形急劇增大。隨著相對密實度的增大，珊瑚砂顆粒間相互作用增強，使得珊瑚砂地基極限承載力提高，相同荷載下地基的沉降量也大大減小。

圖5給出了試驗珊瑚砂地基極限承載力隨相對密實度的變化關系。從圖中可以看出，珊瑚砂地基極限承載力隨相對密實度的增大而增大，相對密實度從50%增大到80%時，地基極限承載力增長速率越來越大，相對密實度從80%增大到85%時，地基極限承載力增長速率減小。當相對密實度為85%時，施加的荷載較大，造成珊瑚砂顆粒發生了一定程度的破碎，影響了珊瑚砂的極限承載力，使得相對密實度從80%增大到85%時地基極限承載力增長速率減小。總的來說，通過夯實珊瑚砂，提高相對密實度的方法能夠大幅提高珊瑚砂地基的極限承載力，減小地基沉降。

2.1.2 顆粒破碎分析

試驗結果表明，由于荷載不是很大，珊瑚砂地基加載后顆粒破碎不是很明顯，承壓板正下方靠近表面的珊瑚砂顆粒破碎比其他地方明顯。為研究顆粒破碎對地基承載力的影響，試驗結束后對承壓板下方10 cm范圍的珊瑚砂進行了顆粒級配分析，并與試驗前珊瑚砂顆粒級配進行對比，分析珊瑚砂顆粒的破碎情況。由于相對密實度80%以下地基加載后顆粒破碎不明顯（試驗前后的顆粒級配曲線基本重合），圖6僅給出了相對密實度為80%和85%的珊瑚砂加載后的顆粒級配曲線。

從圖6可以看出，加載后珊瑚砂地基承壓板下方地基發生了顆粒破碎，受到較大荷載后珊瑚砂顆粒級配曲線發生了變化。隨著地基相對密實度增大，顆粒破碎程度提高，表現為1.0～2.0 mm、0.5～1.0 mm、0.15～0.5 mm及0.075～0.15 mm粒徑范圍的顆粒占比減小，其中0.075～0.15 mm的顆粒占比減小幅度較小，而<0.075 mm的顆粒占比增加。

為了對顆粒破碎程度進行量化，Hardin[23]建立了破碎勢Bp和相對破碎指標Br。破碎勢Bp表示的是砂顆粒破碎的潛能，認為粒徑大的顆粒受到高應力將破碎成粉粒，而粉粒是不可破碎的，因此，采用粉粒粒徑上限值0.074 mm作為破碎極限粒徑。相對破碎指標Br的最小值為0，代表所有顆粒沒有發生破碎；理論上限值為1，代表所有顆粒都破碎成粉粒。相對破碎指標Br基于式（2）先計算bp[23]。

b_p=lg[d/0.074] （2）

式中：bp為某一粒徑顆粒的破碎勢；d為顆粒粒徑，當d <0.074 mm時，bp=0。

對于每一條顆粒級配曲線，破碎勢可表示為

B_p=∫_0^1?〖b_p df〗 （3）

式中：df為bp對應粒徑的篩分通過百分比。

試驗前后的總體破碎勢之差為總破碎Bt，即

B_t=∫_0^1?（b_p0-b_p1 ）df （4）

式中：bp0為試驗前的bp；bp1為試驗后的bp。

總破碎Bt與初始破碎勢Bp0之比即為相對破碎指標Br

B_r=B_t/B_p0 （5）

根據式（2）～式（5），對相對密實度為80%和85%的珊瑚砂地基平板載荷試驗顆粒破碎程度進行量化，通過計算得到兩者的相對破碎指標Br相比相對密實度為80%的珊瑚砂地基，分別為0.007、0.020，后者是前者的2.85倍，說明相對密實度為85%的珊瑚砂地基平板載荷試驗顆粒破碎程度比相對密實度為80%的珊瑚砂地基有大幅提高，而顆粒破碎會導致珊瑚砂強度降低和壓縮性增大[24-25]。從圖5可以看出，相對密實度從50%增大到80%時，地基極限承載力增長速率不斷增大；相對密實度從80%增大到85%，地基極限承載力增長速率沒有繼續增大，而是發生了減小。因此，顆粒破碎使地基承載力隨相對密實度增大的趨勢變緩。

2.1.3 分層沉降

為了研究荷載對珊瑚砂地基沉降的影響范圍，以相對密實度為72%的珊瑚砂地基平板載荷試驗為例進行分析。圖7給出了距離承壓板中心10、20 cm位置不同深度處的土層沉降。隨著深度的增加，上部荷載對土體的影響越來越小，在30 cm深度處（3倍承壓板寬），土體沉降位移不及總沉降的2%。因此，當土層深度超過3倍承壓板寬時，上部荷載對珊瑚砂地基沉降影響很小，這與文獻[18]的研究結果相似。

2.1.4 土壓力傳遞規律

在地基載荷試驗中，上部荷載將會傳遞到下部砂土中，以相對密實度為72%的珊瑚砂地基平板載荷試驗為例對土壓力傳遞規律進行分析。圖8為各級荷載下距離承壓板中心0、10、20 cm位置處土壓力隨深度的分布圖。

從圖8中可以看出，在距離承壓板中心0 cm時，承壓板正下方的土壓力隨著深度增加而減小，在10～20 cm深度范圍內，土壓力下降幅度較大，超過50%；當深度大于30 cm時，土壓力衰減速度放緩；當深度大于3倍承壓板寬度時，土壓力小于上部荷載的20%。這是因為上部荷載在向下傳遞的同時也會向周圍方向傳遞，導致土壓力隨深度方向發生衰減。

在距離承壓板中心10 cm處，在10～20 cm深度范圍內土壓力隨深度增加而增大，隨后土壓力不斷減小。這是因為承壓板受到荷載時，地基表面土體受到的力很小，因而土壓力較小，深度增加，顆粒間的作用力增大導致土壓力增大，故在20 cm深度左右達到最大值，隨后因土壓力向四周擴散衰減而發生下降。

在距離承壓板中心20 cm處，當荷載小于180 kPa時，土壓力隨深度增大而增大；當荷載大于300 kPa時，土壓力隨深度先增大后減小，隨后緩慢增大。這是由于珊瑚砂顆粒孔隙及內孔隙較多、表面較粗糙，顆粒與顆粒之間的作用力大于硅砂；當上部荷載較小時，顆粒間的作用力大于荷載對土體產生的作用力，顆粒與顆粒的作用力隨深度增大而增大，因而土壓力隨深度增大而增大；當上部荷載較大時，荷載對土體產生的作用力大于顆粒間的作用力，土壓力隨深度增大而減小。

由此可見，在各級荷載作用下，對于距離承壓板中心不同位置處的土壓力傳遞呈現出不同的規律。

2.2 飽和狀態與水位升降下試驗結果分析

珊瑚砂處于飽和與水位升降狀態時對珊瑚砂地基的承載特性有重要影響。

2.2.1 承載力及變形分析

圖9為珊瑚砂地基在不同含水狀態下的p-s曲線。飽和與水位升降下珊瑚砂地基的極限承載力明顯低于干燥珊瑚砂地基。飽和狀態與水位升降下珊瑚砂地基在荷載加載到約210 kPa時地基發生破壞，干燥珊瑚砂的破壞荷載約為480 kPa，飽和珊瑚砂地基破壞荷載約為干燥狀態的44%。

當荷載相同時，飽和與水位升降下珊瑚砂地基的沉降明顯大于干燥珊瑚砂地基，與飽和狀態下相比，兩次水位升降后的珊瑚砂地基沉降略有增大。干燥珊瑚砂地基初始加載階段變形量較小，并且隨著荷載的增大穩定發展，在相同荷載條件下，飽和與水位升降下珊瑚砂地基變形量明顯大于干燥珊瑚砂地基變形量。飽和與水位升降下珊瑚砂地基發生破壞后加載板下方土體的位移發生陡增，而干燥珊瑚砂地基破壞后加載板下方土體的位移發展相比飽和與水位升降下珊瑚砂地基較為緩和。地基破壞時，飽和與水位升降下珊瑚砂地基的沉降約為干燥狀態的2倍。這是因為地基中的水會對珊瑚砂顆粒之間的摩擦起到潤滑作用，導致顆粒之間的咬合和嵌入作用降低，珊瑚砂骨架容易發生變形，造成力學承載性質降低。

2.2.2 分層沉降

相同條件時荷載對飽和與水位升降下珊瑚砂地基沉降的影響規律基本相同，以飽和狀態下珊瑚砂地基為例進行分層沉降分析。圖10為飽和與干燥狀態珊瑚砂地基在距離承壓板中心10、20 cm位置不同深度處土層沉降的對比。

距離承壓板中心10 cm時，飽和與干燥狀態下珊瑚砂地基土體位移均隨深度的增大而減小，飽和珊瑚砂地基的位移大于干燥狀態下地基位移的2倍，且飽和狀態下地基位移隨深度衰減速度大于干燥狀態。

距離承壓板中心20 cm時，隨著深度的增大，飽和珊瑚砂地基土體位移先減小后增大，而干燥狀態下珊瑚砂地基土體位移一直減小。這是因為在飽和狀態下，水對珊瑚砂起到了潤滑作用，導致顆粒之間的咬合和嵌入作用降低，承壓板正下方的土體受到荷載發生沉降時，珊瑚砂擠向周邊導致隆起，與土體受壓沉降引起的位移方向相反。因此，在深度小于30 cm時飽和狀態下珊瑚砂地基的位移小于干燥狀態下，隨著深度增大，這種擠壓隆起作用逐漸減弱，飽和珊瑚砂地基的位移逐漸大于干燥狀態下。與距離承壓板中心10 cm時相比，距離承壓板稍遠處位于珊瑚砂滑動面邊緣一側，導致周邊隆起更為顯著，因此二者沉降規律差異較大。

2.2.3 土壓力傳遞規律

飽和與水位升降下珊瑚砂地基土壓力應為土壓力盒測得的土壓力減去同深度處孔隙水壓力。相同條件下飽和與水位升降下珊瑚砂地基土壓力傳遞規律基本相同，以相對密實度為72%的飽和珊瑚砂地基為例進行土壓力傳遞規律分析。圖11為各級荷載下距離承壓板中心0、10、20 cm位置處土壓力隨深度的分布圖。

從圖11可以看出，在距離承壓板中心0 cm處，飽和與干燥狀態下承壓板正下方的土壓力都隨著深度增大而減小，在相同荷載、同一深度下，飽和珊瑚砂地基的土壓力小于干燥狀態下。

在距離承壓板中心10 cm處，干燥狀態下珊瑚砂地基在10～20 cm深度范圍內土壓力隨著深度的增大而增大，隨后土壓力不斷減小；而飽和狀態下珊瑚砂地基在10～30 cm深度范圍內土壓力隨著深度增大而增大，隨后土壓力不斷減小。這是因為承壓板受到荷載時，飽和與干燥狀態下珊瑚砂地基淺層附近的土體受到的力很小，且飽和珊瑚砂地基淺層附近的土體受到的力比干燥狀態小，故飽和珊瑚砂地基土壓力達到最大值的深度大于干燥珊瑚砂地基。

在距離承壓板中心20 cm處，飽和與干燥狀態下承壓板正下方的土壓力均隨深度增大而增大。這是因為承壓板受到荷載時，距離承壓板中心20 cm位置處淺層的珊瑚砂受到的力很小，故淺層的珊瑚砂土壓力較小，隨著深度的增大，顆粒間作用力增大，土壓力增大。

綜上，在各級荷載作用下，對于距離承壓板中心不同位置處，飽和與干燥狀態下珊瑚砂地基土壓力傳遞呈現出不同的規律。

3 結論

1）干燥狀態下，隨著相對密實度的增大，珊瑚砂地基承載力增大，沉降減小；相對密實度80%的珊瑚砂地基的相對破碎指標是相對密實度85%的2.85倍；顆粒破碎使地基承載力增大趨勢變緩。

2）干燥狀態下，承壓板正下方的土壓力隨深度增加而減小；在距離承壓板中心大于10 cm及土層深度超過30 cm時，上部荷載對珊瑚砂地基沉降影響較小。

3）飽和狀態珊瑚砂地基的極限承載力約為干燥狀態的44%，地基破壞時的沉降約為干燥狀態的2倍；兩次水位升降對地基承載力和沉降影響較小。

4）距離承壓板中心10 cm處，不同含水狀態下珊瑚砂地基土體位移均隨深度增大而減小；距離承壓板中心20 cm處，飽和（含水位升降）狀態下珊瑚砂地基土體位移隨深度增大先減小后增大，而干燥狀態下珊瑚砂地基土體位移一直減小。不同含水狀態下珊瑚砂地基土壓力傳遞規律相似。

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（編輯 ?胡玲）