本站小編為你精心準備了軟土物理力學指標統計分析參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要:根據廣州市南沙區實際工程中收集到的共計299組軟土試驗成果，針對軟土不同含水率區間，對南沙區軟土基本物理力學指標進行了分區統計和分析，給出了軟土強度指標、變形指標與含水率的關系，并與珠海橫琴新區軟土的相關力學特性進行了對比分析。結果表明:在相同含水率情況下，橫琴新區軟土壓縮模量、直接快剪黏聚力、直接快剪內摩擦角等指標均低于南沙區軟土指標，橫琴新區軟土指標相對更差;隨含水率的增加，南沙區與橫琴新區軟土的壓縮模量、直接快剪黏聚力呈較一致的遞減趨勢;直接快剪內摩擦角呈不同的變化趨勢，南沙區軟土直接快剪內摩擦角呈上下波動的趨勢，無明顯增減規律，橫琴新區軟土直接快剪內摩擦角指標呈遞減趨勢。研究結果給出了不同含水率區間軟土指標的統計范圍，可供南沙區及橫琴新區的軟土工程設計與施工參考或借鑒。

關鍵詞:軟土;強度指標;變形指標;含水率;南沙區;橫琴新區;統計分析

1研究背景

珠三角深厚軟土的代表性地區主要集中在珠海市橫琴新區、廣州市南沙區、江門市、深圳市沿海等地，各地區軟土的成因、含水量、物質組成、有機質含量等不同，導致各地區軟土的孔隙比、變形及強度等指標存在一定的差異，其軟基處理效果也存在一定差異。比如大量的試驗證明對于珠海拱北、斗門區軟基，真空、堆載預壓措施均具有較好的效果，攪拌樁處理深厚軟基也有較成功的經驗;而對于橫琴新區，真空堆載預壓及攪拌樁處理軟土深度多差于其他地區。由此可見，各地區的軟土參數具有很強的區域性，因此，近年來學者們逐漸重視軟土參數之間的相關關系研究。屈若楓等［1］針對武漢地區典型軟土物理力學指標間的相關性開展了研究，指出典型軟土層中物理指標天然密度、干密度、液限、塑限、飽和度等服從正態分布;馬海鵬等［2］、蘇衛衛等［3］對上海地區巖土體參數之間的關系進行了研究;陳曉平等［4］、彭立才等［5－6］、夏銀飛等［7］對珠三角的軟土特性及指標進行了統計分析;尹利華等［8］對天津軟土土性指標概率分布進行了統計分析;劉雪梅［9］、吳長富等［10］對杭州地區抗剪強度指標的概率分布以及變異性進行了相關研究;劉慧明［11］對閩東南沿海地區軟土物理力學性質進行了研究;楊光華［12］結合大量標貫試驗給出了標貫擊數與變形模量之間的關系。面對復雜的地質環境，以上的研究均區域性地總結了軟土部分指標之間的關系。而對于近年來建設力度較大的廣州市南沙區，相關研究仍是一片空白，具有較大的研究空間。本研究收集了南沙區近300組軟土勘察試驗結果，現場取樣后進行室內試驗，測試指標包括土的物理性質指標、可塑性指標、固結指標及剪切指標。根據軟土不同含水率區間，對南沙區軟土基本物理力學指標進行了分區統計和分析，給出了不同含水率區間軟土指標的統計范圍，得出了軟土強度指標與含水率、變形指標與含水率的關系等，并與珠海橫琴新區軟土的相關力學特性進行了較深入對比分析。

2南沙區軟土物理力學特性指標的總體統計分析

采用數理統計方法，對所有試驗資料進行篩選后統計分析，得到南沙區軟土(淤泥)的物理力學指標統計結果，如表1所示。其中固結指標在荷載P=100～200kPa下測得。由南沙區軟土物理力學特性的總體統計分析結果可知，在樣本范圍內，南沙區軟土具有以下特征:(1)淤泥含水率平均值為61．84%，孔隙比平均值為1．69，軟土含水率高，天然孔隙比大。(2)淤泥飽和度平均值為96．64%，接近完全飽和。(3)淤泥的壓縮模量均值為1．98MPa，屬于高壓縮性土。(4)淤泥的直接快剪強度指標:黏聚力平均值為6．09kPa，內摩擦角平均值為3．96°，抗剪強度低。固結快剪強度指標:黏聚力平均值為11．64kPa，內摩擦角平均值為13．7°，但固結快剪指標的樣本較少，參考價值較低。

3不同含水率區間下南沙區軟土力學指標的統計分析

影響軟土抗剪強度的主要指標是軟土的含水率。根據表1中的數據，統計的軟土的含水率區間為48%～82．5%，跨度較大，且軟土的含水率是影響軟土強度指標的主要因素，在較大含水率區間內統計得到的軟土抗剪強度指標具有較大離散性，其中直接快剪黏聚力c的變異系數達到0．28，內摩擦角φ的變異系數達到0．56，離散程度較大。為進一步研究含水率與南沙區軟土力學指標的相關關系，按照含水率分區來進一步統計南沙區軟土的物理力學特性指標。含水率分區為:［50%，55%)，［55%，60%)，［60%，65%)，［65%，70%)，［70%，80%)，不同含水率區間下南沙區軟土的力學指標統計結果分別如表2—表6所示。由于含水率＜50%及含水率≥80%的樣本數較少，不具有參考價值，故不再單獨統計。將南沙區軟土壓縮模量、直接快剪黏聚力和直接快剪內摩擦角與天然含水率的對應關系進行分布統計，如圖1所示。南沙區軟土壓縮模量、直接快剪黏聚力c、直接快剪內摩擦角φ隨天然含水率的變化趨勢如圖2所示。由圖1及圖2(a)可知:隨著含水率的增加，軟土壓縮模量基本在1．5～2．5MPa范圍內浮動，較為穩定，略呈遞減趨勢。淤泥按含水率分區［50%，55%)，［55%，60%)，［60%，65%)，［65%，70%)，［70%，80%)統計得到的壓縮模量Es均值依次為2．12，2．26，1．92，1．91，1．70MPa。由圖1及圖2(b)可知，隨著含水率的增加，軟土抗剪強度黏聚力指標呈比較明顯的遞減趨勢。淤泥按含水率分區［50%，55%)，［55%，60%)，［60%，65%)，［65%，70%)，［70%，80%)統計得到的直接快剪黏聚力c均值依次為6．5，6．6，6．0，5．6，4．7kPa。由圖1及圖2(c)可知，隨著含水率的增加，軟土直剪內摩擦角指標呈上下波動的趨勢，基本穩定在4°上下，沒有明顯的增減規律。淤泥按含水率分區［50%，55%)，［55%，60%)，［60%，65%)，［65%，70%)，［70%，80%)統計得到的直剪內摩擦角φ均值依次為3．7°，4．3°，4．2°，3．4°，4．0°。

4南沙區與橫琴新區軟土指標對比分析

珠三角深厚軟土的代表性地區主要集中在珠海、南沙、江門、深圳等地區，根據以上統計結果，南沙區軟土具有其自身的規律性，結合文獻［1］所述的珠海橫琴新區軟土特性指標，對比研究橫琴新區與南沙區軟土壓縮變形指標、抗剪強度指標與天然含水率之間相互關系和規律的區別。根據文獻［1］，橫琴新區軟土力學參數隨天然含水率分布統計如圖3所示;南沙區與橫琴新區軟土壓縮模量、直接快剪黏聚力、直接快剪內摩擦角隨天然含水率變化對比情況如圖4所示。由圖3、圖4可知:(1)整體上看，在相同含水率情況下，橫琴新區軟土壓縮模量、直接快剪黏聚力、直接快剪內摩擦角指標均低于南沙區軟土指標，橫琴新區軟土指標相對更差。其中，南沙區淤泥壓縮模量、直接快剪黏聚力、直接快剪內摩擦角分別平均高出橫琴新區約0．25MPa、約1．31kPa、約1°。(2)南沙區軟土與橫琴新區軟土的壓縮模量與直接快剪黏聚力呈現較一致的變化趨勢，軟土壓縮變形指標基本在1．5～2．5MPa范圍內浮動，較為穩定，隨含水率的增加略呈遞減趨勢;軟土直接快剪黏聚力基本在3～7kPa范圍內變化，隨含水率增加呈現較明顯的遞減趨勢。(3)南沙區軟土與橫琴新區軟土的直接快剪內摩擦角呈現不同的變化趨勢:隨著含水率的增加，南沙軟土直接快剪內摩擦角指標呈上下波動的趨勢，基本穩定在4°上下，沒有明顯的增減規律，范圍為3．4～4．3kPa;橫琴新區軟土直接快剪內摩擦角指標呈遞減趨勢，范圍為2°～3．5°。

5結論及建議

(1)南沙區作為珠三角深厚軟土代表性地區，其軟土壓縮性高、強度指標低，平均含水率超60%，接近完全飽和，且含水率變化大(48%～82%)，其變形指標及強度指標與含水率具有較強的相關性，應根據不同含水率區分并確定軟土指標。基于研究樣本統計，南沙區淤泥含水率平均值為61．84%，孔隙比平均值為1．69，飽和度平均值為96．64%，壓縮模量平均值為1．98MPa，黏聚力平均值為6．09kPa，內摩擦角平均值為3．96°，不同含水率下的指標統計結果可供南沙軟土工程設計及施工借鑒。(2)在相同含水率情況下，橫琴新區軟土壓縮模量、直接快剪黏聚力、直接快剪內摩擦角等指標均低于南沙區軟土指標，橫琴新區軟土指標相對更差。(3)南沙與橫琴新區軟土的壓縮模量、直接快剪黏聚力呈現較一致的變化趨勢:隨含水率的增加，軟土壓縮變形指標略呈遞減趨勢，軟土直接快剪黏聚力呈現較明顯的遞減趨勢。南沙區與橫琴新區軟土直接快剪摩擦角呈現不同的變化趨勢:隨著含水率的增加，南沙區軟土直接快剪內摩擦角呈上下波動的趨勢，沒有明顯的增減規律，橫琴新區軟土直接快剪內摩擦角指標呈遞減趨勢。(4)一般情況下，淤泥的變形指標較為穩定，取樣擾動對淤泥強度指標的影響較大，本次統計結果均為室內取樣結果，建議有條件時進一步開展南沙區軟土原位試驗研究，如靜力觸探、十字板剪切試驗等，使參數統計及取值更為可靠、合理。

參考文獻:

［1］屈若楓，徐光黎，王金峰，等．武漢地區典型軟土物理力學指標間的相關性研究［J］．巖土工程學報，2014，36(增刊2):113－119．

［2］馬海鵬，陳祖煜，于沭．上海地區土體抗剪強度與靜力觸探比貫入阻力相關關系研究［J］．巖土力學，2014，35(2):536－542．

［3］蘇衛衛，黃宏偉，張潔．上海軟粘土抗剪強度指標概率分布類型研究［J］．地下空間與工程學報，2012，8(增刊2):1695－1699．

［4］陳曉平，黃國怡，梁志松．珠江三角洲軟土特性研究［J］．巖石力學與工程學報，2003，22(1):137－141．

［5］彭立才，蔣明鏡，朱合華，等．珠海地區軟土物理力學指標統計分析［C］∥高廣運，石振明，沈明榮．巖土力學與工程新進展:第六屆全國青年巖土力學與工程會議暨巖土工程系列學術研討會之十論文集．上海:同濟大學出版社，2007:108－111．

［6］彭立才，溫勇，楊光華，等．珠海橫琴新區軟土物理力學指標統計分析［J］．廣東水利水電，2016(4):29－32．

［7］夏銀飛，吳代華，文建華．珠江三角洲軟土物理力學指標統計分析［J］．公路交通科技，2008，25(1):47－50．

［8］尹利華，王曉謀，張留俊．天津軟土土性指標概率分布統計分析［J］．巖土力學，2010，31(增刊2):462－469．

［9］劉雪梅．杭州土層抗剪強度指標概率分布模型研究［J］．城市勘測，2009(3):155－157．

［10］吳長富，朱向榮，劉雪梅．杭州地區典型土層抗剪強度指標的變異性研究［J］．巖土工程學報，2005，27(1):94－99．

［11］劉慧明．閩東南沿海地區軟土物理力學性質研究［D］．福州:福州大學，2005．

［12］楊光華．深基坑支護結構的實用計算方法及其應用［M］．北京:地質出版社，2005:47－54．

作者：姜燕 楊光華 孫樹楷 賈愷 李澤源 單位：廣東省水利水電科學研究院