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        鶯歌海黏性土物理力學(xué)參數(shù)的相關(guān)性分析

        2014-07-27 06:20:30姚首龍
        創(chuàng)新科技 2014年18期
        關(guān)鍵詞:黏性抗剪塑性

        姚首龍

        (中海油田服務(wù)股份有限公司,天津 300451)

        鶯歌海黏性土物理力學(xué)參數(shù)的相關(guān)性分析

        姚首龍

        (中海油田服務(wù)股份有限公司,天津 300451)

        本文應(yīng)用最小二乘法對(duì)南海鶯歌海區(qū)域地質(zhì)鉆孔獲得的黏性土的物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了分析,線性模擬了它們之間的相關(guān)關(guān)系,列出了它們之間的線性方程,并進(jìn)行了相關(guān)性分析。

        鶯歌海;黏性土;物理力學(xué)參數(shù);相關(guān)性分析

        1 前言

        隨著中國(guó)海洋石油開發(fā)南海的不斷深入,所涉及的海洋區(qū)塊越來越廣,這給海洋工程地質(zhì)調(diào)查帶來了大量的業(yè)務(wù),同時(shí)也帶來了巨大的挑戰(zhàn)。由于南海第四紀(jì)沉積物的復(fù)雜性和多變性,而且大部分區(qū)域都屬于新區(qū),沒有任何經(jīng)驗(yàn)積累,有的區(qū)域分布有連續(xù)的黏性土的沉積,這就需要我們對(duì)所獲得的工程地質(zhì)資料,這里主要指的是黏性土土樣試驗(yàn)資料,進(jìn)行深入的土質(zhì)工程特性分析,主要包括黏性土的物理力學(xué)參數(shù)的分析,以及他們的相關(guān)性分析,從而可以對(duì)土的試驗(yàn)結(jié)果誤差進(jìn)行相互驗(yàn)證,提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用的準(zhǔn)確度,以便更好的海洋工程活動(dòng)服務(wù)。

        2 黏性土的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)

        2.1 黏性土的物理參數(shù)指標(biāo)。黏性土的物理參數(shù)指標(biāo)主要包括含水率、天然容重、孔隙比、液限、塑限、塑性指數(shù)、液性指數(shù)等。土的物理參數(shù)指標(biāo)主要是評(píng)價(jià)工程基礎(chǔ)的基本定性指標(biāo),在很大程度上反映著土體的變形特征和強(qiáng)度特征。

        2.2 黏性土的力學(xué)參數(shù)指標(biāo)。黏性土的力學(xué)參數(shù)指標(biāo)主要包括不排水抗剪強(qiáng)度、壓縮系數(shù)、壓縮模量、凝聚力等,其中不排水抗剪強(qiáng)度可通過袖珍貫入儀、手動(dòng)十字板、電動(dòng)十字板、三軸不固結(jié)不排水、三軸固結(jié)不排水等試驗(yàn)方法獲得。土的力學(xué)參數(shù)指標(biāo)主要是評(píng)價(jià)工程基礎(chǔ)土體抵抗外力作用的性能,即土體在外力作用下,將發(fā)生變形,直至剪切破壞。

        雖然土體的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)的物理意義各不相同,但它們之間都具有內(nèi)在的密切的相關(guān)關(guān)系。例如,黏性土的含水率發(fā)生變化時(shí),其力學(xué)參數(shù)也隨之而變。

        3 黏性土的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)的相關(guān)性分析方法

        3.2 黏性土的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)的相關(guān)性分析的計(jì)算方法

        對(duì)于用最小二乘法擬合成的函數(shù),通常用相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)法來衡量最小二乘法模擬的顯著程度,用剩余標(biāo)準(zhǔn)差來。

        基本的計(jì)算公式如下:

        4 黏性土的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)的相關(guān)性分析的計(jì)算

        采用最小二乘法分別對(duì)黏性土的含水率與容重、塑性指數(shù)與塑限、塑性指數(shù)與液限、抗剪強(qiáng)度/有效上覆土壓力與塑性指數(shù)等參數(shù)之間的相關(guān)性進(jìn)行線性模擬,并求得各變量間的相關(guān)曲線(如圖1~5),線性方程見表1。

        本文以東方29、東方11和???9場(chǎng)址為例,進(jìn)行物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)的相關(guān)性分析的計(jì)算。

        圖 1 含水率與容重相關(guān)曲線

        圖 2 塑性指數(shù)與塑限相關(guān)曲線

        圖 3 塑性指數(shù)與液限相關(guān)曲線

        圖 4 抗剪強(qiáng)度/有效上覆土壓力與塑性指數(shù)相關(guān)曲線

        表 1 黏性土物理力學(xué)參數(shù)相關(guān)性模擬線性方程表

        從上述圖形來看,離散點(diǎn)大致都集中落在一條直線(圖形中中間的擬合直線)上,故可以用線性方程擬合來求出離散點(diǎn)間滿足的關(guān)系,并且大多數(shù)離散點(diǎn)都落在圖形中兩條邊緣線(位于擬合直線兩側(cè))之間,說明擬合的直線是可靠的。相關(guān)系數(shù)R為負(fù)值,說明參數(shù)之間具有負(fù)相關(guān)性,R為正值,說明參數(shù)之間具有正相關(guān)性,R的絕對(duì)值越趨近于1,說明參數(shù)之間的相關(guān)性越好。

        5 結(jié)語

        5.1 黏性土的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)之間為一有機(jī)統(tǒng)一體,具有內(nèi)在的相關(guān)關(guān)系。

        5.2 黏性土的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)試驗(yàn)數(shù)據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果的代表關(guān)系式為。

        5.3 從黏性土的物理力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)數(shù)據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果可以看出,它們之間具有良好的相關(guān)關(guān)系,收集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的多少和精度的誤差會(huì)對(duì)相關(guān)關(guān)系的程度造成一定的影響。

        5.4 由于所舉例子及收集的數(shù)據(jù)有限,得出的各種關(guān)系公式并不精確,還需要做大量的工作,收集大量的資料,進(jìn)而得出更精確的關(guān)系式。

        [1]楊進(jìn)良.土力學(xué)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2000.

        [2]朱本清.巖土體物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)相關(guān)性分析[J].福建建筑,1998,(4):37-39.

        [3]古興偉.昆明南市區(qū)軟土物理力學(xué)參數(shù)相關(guān)性分析與模擬[D].昆明:昆明理工大學(xué),2005.

        TU442

        A

        1671-0037(2014)09-90-2

        姚首龍(1983-),男,本科,工程師,研究方向:事海洋工程地質(zhì)。

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