摘要 本文对南京粘性土物理力学指标与原位测试指标相关关系一一探讨,在搜集整理南京地区582项岩土工程项目勘察中所有粘性土层的测试资料后,利用计算机程序对数据进行一元线性回归,得出经验公式后,进行勘察回访。
关键词 粘性土;物理力学;指标;原位;测试指标
中图分类号o59 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)44-0119-03
粘性土物理力学指标与原位测试指标虽然存在线性相关关系,但它们具有地区性的特点,选用公式时要注意对工作区的适宜性和土层的相似性,即使有国家及地方规范推荐的公式,也要适当作一些对比试验工作。
南京地区的粘性土为主要的覆盖层土,分布范围广,其工程特性差异大。本文对南京粘性土物理力学指标与原位测试指标相关关系一一探讨,在搜集整理南京地区582项岩土工程项目勘察中所有粘性土层的测试资料后,利用计算机程序对数据进行一元线性回归,得出经验公式后,进行勘察回访。通过回访调研,将勘察报告中所提的岩土参数与实际结果进行对比分析,积累资料,对经验公式进行完善,得出了粘性土的天然重度γ、液性指数il、直接快剪粘聚力c、内摩擦角φ、压缩模量es与标准贯入击数n及单桥静力触探参数ps的相关经验公式;另外还得出两种原位测试之间即标准贯入击数n与单桥静力触探参数ps之间的相关经验公式。经实际工程对比验证,这些公式均具有一定的适用性。
指标说明:评价岩土性状的指标,如天然重度、液性指数,选用单元层指标的平均值;正常使用极限状态计算所需的岩土参数,如压缩模量,选用单元层指标的平均值;承载力极限状态计算需要的岩土参数,如抗剪强度指标和原位测试指标选用单元层指标的标准值,n取修正后的标准值。
1 粘性土物理力学指标与标准贯入击数n的相关分析
收集整理582项岩土工程勘察资料中1248个单元层的指标。
1.1 粘性土天然重度γ与标准贯入击数n的相关关系
粘性土γ~n相关关系分析:共收集统计工程地质单元层指标1248组,统计范围γ:16.1~19.9(kn/m3),平均值:18.9(kn/m3); n:0.5~20.7(击),平均值:7.86(击),适合于南京地区粘性土地层,通过回归分析,求得一元线性回归方程:γ=0.1168n+18.075(kn/m3),其回归方程精度即标准差s=0.4494(kn/m3), 相关系数 r=0.7146,是可靠的。
1.2 粘性土液性指数il与标准贯入击数n的相关关系
粘性土il~n相关关系分析:共收集统计工程地质单元层指标1248组,统计范围il:0.03~1.61,平均值:0.53;n:0.5~20.7(击),平均值:7.86(击),适合于南京地区粘性土地层,通过回归分析,求得一元线性回归方程:il=-0.0614n+1.0126,其回归方程精度即标准差s=0.1608相关系数 r=0.8321,是可靠的。
1.3 粘性土压缩模量es与标准贯入击数n的相关关系
粘性土es~n相关关系分析:共收集统计工程地质单元层指标1248组,统计范围es:1.85~12.85(mpa),平均值:6.64(mpa);n :0.5~20.7(击) 平均值:7.86(击),适用于南京地区粘性土地层,通过回归分析,求得一元线性回归方程:es=0.4564n+3.0511(mpa),其回归方程精度即标准差s=1.0264(mpa),相关系数 r=8681,
1.4 粘性土直接快剪粘聚力c与标准贯入击数n的相关关系
粘性土c~n相关关系分析:共收集统计工程地质单元层指标1187组,统计范围c:2.9~70.6(kpa),平均值31.3(kpa); n:0.5~20.7(击),平均值:7.97(击),适合于南京地区粘性土地层,通过回归分析,求得一元线性回归方程:c=3.0082n+7.3427(kpa),其回归方程精度即标准差s=6.4490(kpa)相关系数 r=0.8779,是可靠的。
1.5 粘性土直接快剪内摩擦角φ与标准贯入击数n的相关关系
粘性土φ~n相关关系分析:共收集统计工程地质单元层指标1187组,统计范围φ:0.7~24.3(度),平均值:13.7(度);n:0.5~20.7(击),平均值:7.97(击),适合于南京地区粘性土地层,通过回归分析,求得一元线性回归方程:φ=0.7722n+7.5855(度),其回归方程精度即标准差s=2.2591(度),相关系数 r=0.8021,是可靠的。
2 粘性土物理力学指标与静力触探单桥锥尖阻力ps的相关分析
收集整理582项岩土工程勘察资料中458个单元层的指标。
2.1 粘性土天然重度γ与静力触探单桥锥尖阻力ps的相关关系
粘性土γ~ps相关关系分析:共收集统计工程地质单元层指标453组,统计范围γ:16.4~19.9(kps/m3),平均值:18.9(kps/m3);ps:0.323~5.23(mpa),平均值:2.03(mpa),适合于南京地区粘性土地层,通过回归分析,求得一元线性回归方程:γ=0.3957ps+18.102(kn/m3),其回归方程精度即标准差s=0.4152(kn/m3),相关系数 r=0.6919,是可靠的。
2.2粘性土液性指数il与静力触探单桥锥尖阻力ps的相关关系
粘性土il~ps相关关系分析:共收集统计工程地质单元层指标453组,统计范围il:0.03~1.61,平均值: 0.56 ;ps:0.323~5.23(mpa), 平均值:2.03(mpa),适合于南京地区粘性土地层,通过回归分析,求得一元线性回归方程:il=-0.207ps+0.982,其回归方程精度即标准差s=0.1514相关系数 r=0.7899,是可靠的。
2.3粘性土压缩模量es与静力触探单桥锥尖阻力ps的相关关系
粘性土es~ps相关关系分析:共收集统计工程地质单元层指标453组,统计范围es:2.3~12.82(mpa),平均值:6.34(mpa);ps:0.323~5.23(mpa),平均值:2.03(mpa),适合于南京地区粘性土地层,通过回归分析,求得一元线性回归方程:es=1.5264ps+3.2404(mpa),其回归方程精度即标准差s=0.9697(mpa),相关系数 r=0.8755,是可靠的。
2.4 粘性土直接快剪粘聚力c与静力触探单桥锥尖阻力ps的相关关系
粘性土c~ps相关关系分析:共收集统计工程地质单元层指标430组,统计范围c:0.2~59.3(kpa),平均值:29.7(kpa); ps:0.323~5.23(mpa),平均值:2.05(mpa),适合于南京地区粘性土地层,通过回归分析,求得一元线性回归方程:c=10.1462ps+8.7713(kpa),其回归方程精度即标准差s=6.4226(kpa)相关系数 r=0.8774,是可靠的。
2.5 粘性土直接快剪内摩擦角φ与静力触探单桥锥尖阻力ps的相关关系
粘性土φ~ps相关关系分析:共收集统计工程地质单元层指标430组,统计范围φ:0.4~24.3(度),平均值:13.3(度);ps:0.323~5.23(mpa),平均值:2.05(mpa),适合于南京地区粘性土地层,通过回归分析,求得一元线性回归方程:φ=2.4573ps+8.2734(度),其回归方程精度即标准差s=2.4828(度),相关系数 r=0.7533,是可靠的。
3 粘性土静力触探单桥锥尖阻力ps与标准贯入击数n的相关分析
粘性土p~n相关关系分析:共收集统计工程地质单元层指标385组(这些单元层同时进行了两种测试),统计范围ps:0.323~5.23(mpa),平均值:2.13(mpa);n:0.5~17(击),平均值:7.46(击),适合于南京地区粘性土地层,通过回归分析,求得一元线性回归方程:ps=0.2816n+0.0376(mpa),其回归方程精度即标准差s=0.4615(mpa),相关系数 r=0.9192,是可靠的。
4 经验公式的应用
a利用n、ps值,结合场地或土质情况可估计粘性土的天然重度。
综上所述:
1)粘性土的es与n、ps的相关性都很显著。利用n、ps值确定粘性土的变形指标是可靠的;
2)粘性土c与n、ps值的相关性很显著,φ与n、ps值的相关性也较显著。但两者比较, c比φ与n、ps值间的相关性更显著些,主要因为粘性土的抗剪强度以内聚力为主,粘性土的内摩擦角较小;
3)粘性土γ与n、ps值的相关关系显著性较差,相关系数 r只有0.7左右,用两种测试方法估算粘性土天然重度优劣匀等,这与土质均匀性有关;
4)利用n、ps值判定粘性土的状态多数较可靠,但由于流塑的粘性土的n和ps值比较小,要慎用,尤其是ps值更加注意;
5)同一土层,用两种不同原位测试方法得出的参数指标间线性相关关系最显著,但据此查出的地基承载力特征值是有差异的,同一层土用ps查出的特征值比用n查出的特征值偏大,大约为0.8的折减系数。
参考文献
[1]工程地质手册.4版.
[2]南京地区建筑地基基础设计规范(dgj32/j12-2005).