軟土地基壓縮模量與含水量關(guān)系試驗(yàn)研究

孫陽波 魯敏芝

(湖南省公路橋梁建設(shè)集團(tuán)公司，湖南長沙 410004)

0 引言

軟土具有松軟、抗剪強(qiáng)度低等特點(diǎn)，在我國分布范圍廣，影響大。隨著我國公路、鐵路的大規(guī)模發(fā)展，許多路基、橋梁基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)物等都不可避免的要通過軟土地區(qū)，而軟土地基容易出現(xiàn)路堤穩(wěn)定性、路堤沉降、附近結(jié)構(gòu)物破壞等工程問題。因此對(duì)軟土的深入研究特別重要。地基承載力指標(biāo)從強(qiáng)度和剛度方面影響建筑物安全，而軟土地基承載力低，是影響工程質(zhì)量的主要原因?，F(xiàn)階段我國主要通過軟土地基現(xiàn)場原位試驗(yàn)、室內(nèi)測試獲得的物理、力學(xué)性質(zhì)參數(shù)直接或間接反映承載力大小及變化規(guī)律，本文用目前國內(nèi)外流行的統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS10.0for Windows統(tǒng)計(jì)分析了它們之間的計(jì)算表達(dá)式和相關(guān)性，從而為軟土地基承載力的確定作出推進(jìn)作用。

1 試驗(yàn)點(diǎn)選擇與路段狀況

在進(jìn)行了現(xiàn)場考察，并與業(yè)主、監(jiān)理與施工單位進(jìn)行深入討論后，本課題選擇了潭邵高速公路軟土特性具明顯的一個(gè)工點(diǎn)K21+793～K22+070作為軟土地基室內(nèi)試驗(yàn)研究地點(diǎn)。

1)K21+793～K22+070平面布置與地質(zhì)情況。地質(zhì)情況:地層自上而下一般可分為5層:①粘土層0m～3.0m，可～硬塑;②軟粘土層，厚度變化在0m～4.6m，軟～可塑為主，有時(shí)為流塑;③粘土或粉土層，硬～可塑，厚度0m～3.0m;④砂礫或角礫粘土或粗砂層，厚度1m～4m，局部該層下有軟粘土;⑤白云質(zhì)灰?guī)r。2)試驗(yàn)點(diǎn)的平面分布示意圖見圖1。

圖1 試驗(yàn)點(diǎn)平面分布示意圖

2 壓縮模量Es與含水量w關(guān)系研究

本文主要依據(jù)K21+793～K22+070試驗(yàn)工點(diǎn)的室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析成果，對(duì)地基土的壓縮模量與含水量關(guān)系進(jìn)行了研究計(jì)算，用目前國內(nèi)外流行的統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 10.0for Windows統(tǒng)計(jì)分析了它們之間的計(jì)算表達(dá)式和相關(guān)性。如表1及圖2，圖3所示，對(duì)K21+793～K22+070工點(diǎn)分析了壓縮模量Es與含水量w之間的相關(guān)關(guān)系。

表1中，Mth表示回歸模型，Rsq表示復(fù)相關(guān)系數(shù)平方，d.f.表示回歸的自由度，F(xiàn)表示回歸方程的F統(tǒng)計(jì)量的值，Sigf表示統(tǒng)計(jì)量大于F值的概率。在所有的回歸模型中，F(xiàn)值的顯著水平為0.004～0.000(小于0.05)，因此回歸方程都比較有統(tǒng)計(jì)意義?；貧w方程的復(fù)相關(guān)系數(shù)平方為0.702～0.902，這表明回歸的擬合效果是較好的。

表1 軟粘土壓縮模量(Es)—含水量(w)回歸分析結(jié)果

圖2 K21+793～K22+070工點(diǎn)Es—w回歸模型的擬合比較圖

從表1和圖2，圖3可以看出，隨著含水量的增加，壓縮模量呈直線LIN(linear)或倒數(shù)INV(Inverse)減少。說明含水量越高，軟粘土越軟，越容易受到壓縮，壓縮模量也就越小。

3 結(jié)論及現(xiàn)實(shí)意義

圖3 綜合工點(diǎn)Es—w回歸模型圖

本文土壓縮模量與含水量的回歸方程與出版的成果進(jìn)行對(duì)比分析，兩者相關(guān)關(guān)系在一定的范圍內(nèi)與其他公開發(fā)表的結(jié)果吻合較好，對(duì)于軟粘土來說，壓縮模量指標(biāo)對(duì)于土的強(qiáng)度變化較為敏感，因此，在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，可優(yōu)先采用壓縮模量指標(biāo)來計(jì)算地基承載力。本文的研究結(jié)果為湖南地區(qū)以及同類性質(zhì)軟土地區(qū)地基承載力的研究和確定提供了參考。

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