姚仲泳

(福建省交通規(guī)劃設(shè)計院 福建省交通規(guī)劃設(shè)計院)

福建沿海高速公路軟土參數(shù)相關(guān)性研究

姚仲泳

(福建省交通規(guī)劃設(shè)計院 福建省交通規(guī)劃設(shè)計院)

采集了福泉高速公路擴建工程福州段室內(nèi)土工試驗所得的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，運用現(xiàn)代數(shù)理統(tǒng)計技術(shù)，建立各指標(biāo)間的相關(guān)方程，從而揭示其相互之間的規(guī)律，為福建沿海地區(qū)高速公路工程軟土參數(shù)指標(biāo)快速估算提供依據(jù)。

福建沿海高速；軟土；線性回歸；相關(guān)性

1 概述

福泉高速公路擴建工程福州段位于閩東南沿海沖海積平原地貌區(qū)，沿線軟土較發(fā)育，多為硬殼軟土路段，巖性為黑色、灰色淤泥，質(zhì)地細膩，厚度大，許多在10m以上，最厚20m。

本次研究主要通過采集福泉高速公路路擴建工程福州段沿線軟土試樣室內(nèi)土工試驗所得的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，運用數(shù)理統(tǒng)計，建立各指標(biāo)間的相關(guān)方程，并驗證方程的相關(guān)性，從而得出各指標(biāo)間相關(guān)性較好的方程，作為工程實踐中快速估算軟土指標(biāo)的依據(jù)，既能提高工作效率，又能節(jié)約工程費用。

2 軟土工程性質(zhì)特點

通過鉆探鉆取原狀土樣，進行了室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)試驗，樣品總數(shù)為400多組。試驗內(nèi)容包含其基本的物理試驗、力學(xué)試驗，本次研究未對試驗結(jié)果進行舍棄，統(tǒng)計時包含了所有試驗樣品，分為淤泥和淤泥質(zhì)土分別統(tǒng)計，其物理力學(xué)試驗結(jié)果見表1。

由表1可以看出福州盆地地區(qū)高速公路沿線軟土具有高含水率、高孔隙比的特征，而且參數(shù)變異系數(shù)較小。淤泥的含水率和孔隙比平均值分別達63.5%、1.702；淤泥質(zhì)土的含水率和孔隙比平均值分別達 50.6%、1.362。同時該地區(qū)軟土還具備高壓縮性、低強度的特征，其中室內(nèi)直接剪切試驗結(jié)果變異性偏大。

表1 福州盆地地區(qū)軟土物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計表

3 軟土參數(shù)相關(guān)性分析

3.1 相關(guān)性分析

通過分析軟土物理力學(xué)參數(shù)，可以得出某些參數(shù)間具有相關(guān)性，現(xiàn)將壓縮系數(shù)、壓縮模量、凝聚力、內(nèi)摩擦角與含水率、濕密度、孔隙比、液限、塑限、液性指數(shù)、塑性指數(shù)之間的關(guān)系進行擬合。其部分相關(guān)關(guān)系圖見圖1-6。并得出它們間的回歸方程，對方程的相關(guān)性進行檢驗，發(fā)現(xiàn)部分參數(shù)間的相關(guān)性遠高于相關(guān)系數(shù)臨界值，見表2。

由回歸方程的相關(guān)性檢驗可知。軟土的天然密度與含水率之間有很好的相關(guān)性，且為負相關(guān)關(guān)系；壓縮系數(shù)與孔隙比有較好的相關(guān)性，為正相關(guān)關(guān)系；另外壓縮模量與孔隙比、液性指數(shù)的相關(guān)性也較好；它們的回歸方程有意義。此外，軟土的壓縮系數(shù)、壓縮模量與液限、塑限、塑性指數(shù)相關(guān)關(guān)系不顯著，回歸方程無意義，本文就不一一羅列。

圖1 淤泥天然密度與含水率關(guān)系圖

圖2 淤泥壓縮系數(shù)與孔隙比關(guān)系圖

圖4 淤泥質(zhì)土壓縮模量與空隙比關(guān)系圖

圖3 淤泥壓縮模量與液性指數(shù)關(guān)系圖

表2 軟土物理力學(xué)參數(shù)部分回歸方程匯總表

3.2 相關(guān)關(guān)系結(jié)果分析

含水率越大，單位體積土中水的含量越多，而水的密度較土粒密度要小，單位體積的土的質(zhì)量越小，因此土的天然密度與含水率成負相關(guān)關(guān)系。天然孔隙率越大，軟土越容易被壓縮，一定應(yīng)力情況下孔隙率變化也大，壓縮系數(shù)就越大，因此壓縮系數(shù)與孔隙比正相關(guān)。根據(jù)土的液性指數(shù)可以直接判定土的軟硬狀態(tài)，它與土的天然含水率正相關(guān)，而土的天然含水率與壓縮系數(shù)正相關(guān)，因而土液性指數(shù)越大，壓縮系數(shù)就越大，壓縮模量就越小，因此壓縮模量與液性指數(shù)成負相關(guān)關(guān)系。以上擬合的回歸曲線規(guī)律與土力學(xué)中相關(guān)理論相吻合。

4 結(jié)論

（1）福泉高速公路沿線軟土具有高含水率、孔隙比大、高壓縮性、低強度的工程特性，且含水率、孔隙比等參數(shù)變異性小。

（2）福泉高速公路沿線軟土的天然密度與含水率，壓縮系數(shù)與孔隙比，壓縮模量與孔隙比、液性指數(shù)，粘聚力與含水率、壓縮系數(shù)之間的相關(guān)性較好，經(jīng)相關(guān)性檢驗，它們間的回歸方程有意義。

（3）對于相關(guān)性較好的一些軟土物理力學(xué)參數(shù)，可以利用它們間的相關(guān)方程進行指標(biāo)數(shù)值的估算，如天然密度與含水率之間，天然密度數(shù)值的獲取時間短，利用相關(guān)方程，用天然密度來估算含水率，既節(jié)省了費用又提高了效率。

[1]馬正文.昆山軟土工程特性及參數(shù)相關(guān)性分析[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2011（2）

[2]陳仲頤，周景星，王洪瑾.土力學(xué)[M]北京 清華大學(xué)出版社 2011

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1007-6344（2016）07-0038-01