王曉峰

(大連理工大學土木建筑設計研究院有限公司,遼寧大連 116023)

1 前 言

齊齊哈爾位于松嫩平原西部,區(qū)內(nèi)堆積了巨厚的第四系松散堆積物,表層(0～10m)粉土、黏性土普遍分布。規(guī)律表明,塑性指數(shù)(IP)與滲透系數(shù)(k)呈明顯的相關(guān)型。建立其區(qū)域經(jīng)驗關(guān)系,對確定該區(qū)域粉土、黏性土的滲透系數(shù)具有重要意義。

2 試驗指標

所采用的IP與k對比數(shù)據(jù),具有如下特征:

1)塑性指數(shù)IP的確定,液限為錐式法10 m m液限,塑限采用搓條法。

2)對比數(shù)據(jù)涵蓋了齊齊哈爾市所轄縣區(qū)內(nèi)全部嫩干堤防,包括甘南堤防、梅里斯堤防、訥富堤防、齊富堤防400 k m堤段“工程地質(zhì)勘察資料”中的全部試驗數(shù)據(jù)。

3 相關(guān)分析

通過對Ip與l n(k)對比數(shù)據(jù)在直角坐標中做散點圖分析(見圖1),Ip與l n(k)對比數(shù)據(jù)線性相關(guān),滲透系數(shù)k隨著塑性指數(shù)的增大而逐漸減小。

3.1 回歸方程的建立

由圖 1可見,滲透系數(shù)k隨著塑性指數(shù) Ip的增大而減小,因此可以用y=a+b x表示兩者之間的關(guān)系,用最小二乘法得:

圖1 土的塑性指數(shù)Ip與滲透系數(shù)l n(k)經(jīng)驗關(guān)系散點圖

3.2 回歸方程的計算

回歸方程的計算就是求回歸系數(shù) b和常數(shù)項 a,可分別按上述兩式計算。各計算項結(jié)果詳見表 1。

將表 2中有關(guān)數(shù)據(jù)代入上述兩個計算式中求得:

所以Ip與l n(k)回歸方程為:l n(k)=-0.4475Ip-5.9843,

3.3 相關(guān)系數(shù)

相關(guān)系數(shù)公式為:

表1 一元線性回歸方程計算結(jié)果表

將表1中數(shù)據(jù)代入(3)式求得相關(guān)系數(shù)r=-0.80

3.4 回歸方程顯著性檢驗

利用方差分析法進行檢驗,其檢驗過程為:

1)計算總平方和Lyy及其自由度fyy

2)計算回歸平方和U及其自由度fU

3)計算剩余平方和Q及其自由度fQ

顯著性評價結(jié)果,詳見表 2。

表2 方差分析表

由表3可見,Ip與l n(k)經(jīng)驗關(guān)系高度顯著。

4 結(jié) 語

1)經(jīng)驗關(guān)系適用范圍為:Ip數(shù)值區(qū)間為 7～26.5,適用的土類為低液限粉土 ～高液限黏土。

2)經(jīng)驗關(guān)系表根據(jù)經(jīng)驗關(guān)系k=2.52×10-3e-0.4475Ip,建立塑性指數(shù)(IP)與滲透系數(shù)(k)經(jīng)驗關(guān)系表,見表3。

表3 土的塑性指數(shù)Ip與滲透系數(shù)k經(jīng)驗關(guān)系表

3)由經(jīng)驗關(guān)系及表4可以得出土的滲透系數(shù)(k)隨著塑性指數(shù)(Ip)的增大而逐漸減小,土的類別與滲透系數(shù)的關(guān)系為:

粉土:k≤2.87×10-5;

粉質(zhì)黏土:k=1.25×10-6～2.87×10-5;

黏土:k=1.43×10-8～1.25×10-6。

由于所建立的塑性指數(shù)(Ip)與滲透系數(shù)的經(jīng)驗關(guān)系高度相關(guān),在本區(qū)域查表確定土的滲透系數(shù),可大大地提高土的滲透系數(shù)的確定精度及工作效率。該經(jīng)驗關(guān)系對松嫩平原西部地區(qū)土的滲透系數(shù)的確定具有積極的指導作用及重要的理論意義。

[1] 中華人民共和國水利部.G B/T 123-1999土工試驗方法標準[S].北京:中國計劃出版社,1999.

[2] 常士驃.工程地質(zhì)手冊(第三版)[R].北京:中國建筑出版社,1992.

[3] 胡廣韜,等.工程地質(zhì)學[M].北京:地質(zhì)出版社,1984.