張占榮

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司, 武漢 430063)

0 前言

地基土物理力學(xué)參數(shù),是鐵路、公路和橋梁工程地質(zhì)勘察的重要成果.廣東西部沿海鐵路初測地質(zhì)勘察中,進(jìn)行了大量的地質(zhì)鉆探和室內(nèi)土工試驗(yàn),綜合分析發(fā)現(xiàn)沿線土體壓縮模量、含水率、空隙比、密度等參數(shù)之間有較好的相關(guān)性.本文通過回歸分析探討了它們之間的相關(guān)關(guān)系,獲取了相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式,對不易直接測得的指標(biāo)進(jìn)行初步估計(jì),節(jié)約了測試時(shí)間和試驗(yàn)成本.

1 工程概況

廣東西部沿海鐵路是國家規(guī)劃的東北經(jīng)沿海城市至海南三亞縱向沿海高速鐵路的一部分,起于深圳市,途經(jīng)廣州、中山、江門、陽江,終于茂名市,東接廈深鐵路,西接茂湛鐵路、河茂鐵路,北接洛湛鐵路,全長約400km,按國鐵I級、雙向電氣化規(guī)劃,初步設(shè)計(jì)時(shí)速為250km.

為了查明鐵路沿線土體的物理力學(xué)特性,在初測地質(zhì)鉆孔中進(jìn)行了大量的土樣土工試驗(yàn),選取了256組試驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)行了土體物理力學(xué)參數(shù)相關(guān)性分析.土體類型主要為粉質(zhì)黏土、黏土、淤泥質(zhì)土、粉土等.

2 土體物理力學(xué)參數(shù)相關(guān)性分析

2.1 地基土參數(shù)與含水率間的相關(guān)關(guān)系

圖1為廣東西部沿海鐵路沿線地基土壓縮模量、壓縮系數(shù)、密度、孔隙比、液限、塑限、液性指數(shù)、塑性指數(shù)等與含水率之間的關(guān)系圖.圖中黑點(diǎn)代表試驗(yàn)測試數(shù)據(jù),黑線代表各數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)據(jù)的回歸關(guān)系曲線.表1為各參數(shù)與含水率之間的回歸方程式及相關(guān)系數(shù).

表1 地基土參數(shù)與含水率間的擬合關(guān)系式

從圖1、表1可看出,沿線地基土的壓縮模量、壓縮系數(shù)、密度、孔隙比、液限、塑限、液性指數(shù)、塑性指數(shù)等參數(shù)與含水率均有一定的相關(guān)性,其中壓縮系數(shù)、孔隙比與含水率間相關(guān)性系數(shù)R2分別為0.9012、0.9346.通過含水率預(yù)測沿線地基土的壓縮系數(shù)、孔隙比等參數(shù)有一定的依據(jù).

2.2 地基土參數(shù)與孔隙比的相關(guān)關(guān)系

從圖2、表2可看出,沿線地基土的壓縮模量、密度隨孔隙比增大而減小,其它參數(shù)隨孔隙比增大而增大,均有一定的相關(guān)性.其中壓縮系數(shù)、含水率與孔隙比間相關(guān)性系數(shù)的平方分別為0.9345、0.9346,通過孔隙比來預(yù)測沿線地基土的壓縮系數(shù)、含水率等參數(shù)有一定的可靠性.

2.3 地基土參數(shù)與密度間的相關(guān)關(guān)系

從圖3、表3可看出,沿線地基土的壓縮模量隨密度的增大而增大;壓縮系數(shù)、含水率、孔隙比等參數(shù)均隨孔隙比增大而減小.

3 結(jié)論

依據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)研究分析,得到了以下結(jié)論:

(1) 壓縮模量、壓縮系數(shù)、液限、塑限、塑性指數(shù)、液性指數(shù)等參數(shù)與孔隙比、含水率、密度等參數(shù)之間均有一定的相關(guān)性.

(2) 沿線地基土的壓縮系數(shù)、孔隙比與含水率間的回歸關(guān)系式為= 0.0286w- 0.2473、 e=0.0228w +0.2667,相關(guān)性系數(shù)的平方分別為0.9012、0.9346.壓縮系數(shù)、含水率與孔隙比間的回歸關(guān)系式分別為=1.2443-0.5592、=40.9 89-9.0993,相關(guān)性系數(shù)的平方分別為0.9345、 0.9346.含水率和孔隙比可以通過經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式進(jìn)行預(yù)測;通過含水率、孔隙比來預(yù)測沿線地基土的壓縮系數(shù)具有較高的可信度,可以達(dá)到節(jié)約試驗(yàn)時(shí)間和試驗(yàn)成本的目的.

[1]南京水利科學(xué)研究院土工研究所 編著.土工試驗(yàn)技術(shù)手冊[M].北京: 人民交通出版社, 2003.

[2]張占榮, 劉慶輝, 趙 勇.基于標(biāo)貫試驗(yàn)特性的土體力學(xué)參數(shù)估計(jì)[J].勘察科學(xué)技術(shù), 2010, 6: 18～21.

[3]高大釗, 袁聚云.土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)[M].北京: 人民交通出版社, 2001.

[4]汪瑩?dān)Q.廣東西部沿海鐵路江門南站軟土土性參數(shù)隨機(jī)場特性研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào), 2010, 2: 93～97.

[5]蔣建平, 李曉昭, 高廣運(yùn)等.南京地鐵地基黏土物理力學(xué)參數(shù)相關(guān)性試驗(yàn)研究[J].中國鐵道科學(xué), 2007, 28(2): 17～24.