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昆明南市区浅层软土内聚力与各物理指标之间的相关关系分析

出处:论文网
时间:2017-02-17

昆明南市区浅层软土内聚力与各物理指标之间的相关关系分析

  Abstract: The soft soil in the south city, Kunming, Yunnan Province was different with the soft soil in the coastal areas because of its high moisture content, void ratio, compressibility. Twenty seven areas, which are constituted by soft soil, in the south city, Kunming, Yunnan Province have been studied in order to get the correlativity between the cohesion and physical parameter. The result shows that neither the liner relation nor the multivariate linear relation was too low to put forward a empirical formula between them, which indicate the cohesion might be closely related to the organic content. The relationship between the organic matter content and the cohesion should be considered in the later project construction, in order to provide more accurate design parameters for the engineering design.

  Key words: soft soil in the south city of Kunming;cohesion;physical parameter;correlativity

  中图分类号:TU41 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)03-0095-03

  0 引言

  土体的抗剪强度是地基基础设计的重要指标[1],主要包括内聚力c值和内摩擦角φ值两项指标。当土体内的剪应力超过其抗剪强度时,会对土体及其构成的斜坡或建筑物地基等造成破坏,常常诱发地基沉降、滑坡或挡土墙倾倒破坏等[2]。因此,详细研究土体的抗剪性,找出与土体抗剪强度相关的物理指标对于确定地基土的承载力和斜坡稳定性相当重要。

  软土泛指天然孔隙比大于或等于1、天然含水量大于液限,渗透性差,通常渗透系数k≤i×10-6cm/s,不排水抗剪强度小于30kPa、压缩系数不大于0.5MPa的细粒土,主要为饱和软粘土,其压缩性高、易变形、灵敏度高、承载力小,软土地基因其承载力低,容易产生不均匀沉降,抗剪强度较低,较易产生滑坡等,非常不利于建筑施工,使得在软土地区进行人类工程活动时,往往要对其进行特殊处理[1-4]。昆明盆地浅层软土分布较不稳定,主要分布在昆明南市区至滇池北部,是典型的内陆断陷盆地型软土,主要是晚更新世以来,由于滇池湖面缩小,以湖相沉积、沼泽相沉积、河滩沉积等形成的松软土体,因其有机质含量高,含水量极高,天然孔隙比大,压缩性高等特点而有别于上海、东南沿海等地区的软土,与我国目前采用的以沿海地区为主要依据建立起来的软土评价国家标准差别很大[5-10]。本次研究在搜集昆明市规划区已有岩土工程勘察原位测试及室内土工试验成果等资料的基础上,采用统计、回归等分析方法,探求内聚力与各物理指标之间的相关关系,以期对地基基础设计提供一定的参考依据。

  1 昆明盆地南市区软土

  1.1 数据选取

  为了对比分析研究软土地基的抗剪强度与各物理指标之间的关系,本文主要选取昆明盆地南市区27个建筑场地的实验数据,对软土的直剪试验数据选取液性指数IL、饱和度Sr、孔隙比e、含水率ω、液限ωL等物理参数和内聚力c值,采用正态分布、X2检验方法进行统计分析。

  1.2 内聚力数值分布特征

  内聚力c值频数的统计分析(如图1),可以看出直剪试验c值的分布无明显对称规律。南市区软土内聚力c值有一定变化幅度,约有85.2%的数值分布在3~17区间,图2显示出假设理论分布的理论频数与统计数据区间内实际频数存在着较为显著的差异情况,但从形态发育,正态分布适宜作为南市区浅层软土内聚力c值的概率形式分布。

  2 内聚力c值与主要物理性质指标之间的关系

  土体的物理指标反映了土体的工程性质特征,决定着地基承载力的大小、天然或人工斜坡坡体稳定性等,对地基基础设计以及斜坡稳定性防护设计和施工密切相关。土体的抗剪强度对于地基承载力和坡体稳定性也有着至关重要的作用,探究土体抗剪强度与土体的物理指标之间的相关关系,对于研究地基承载力等问题有一定的实际意义与工程价值。本文主要研究内聚力c值与各物理指标之间的相关关系。

  为了对比分析内聚力c值与各物理性质指标之间的相关关系,分别将内聚力c值与含水率ω、孔隙比e、液限ωL、液性指数IL、饱和度Sr等物理指标之间做单因素回归分析,得到图3-图7所示回归曲线和回归方程。   从散点图看出,各图中的点均较为离散,内聚力c值与含水量ω、孔隙比e、液性指数IL、饱和度Sr、液限ωL之间的相关性均不显著,没有明显的相关关系。由此可见,内聚力c值的决定因素不是单一的,而是由多因素共同影响。

  为了进一步研究内聚力c值与各主要物理性质指标之间的多元相关关系,选取内聚力c值为因变量,选取含水量ω、孔隙比e、液限ωL、液性指数IL、饱和度Sr等指标为基本变量,通过SPSS软件对进行多元线性回归统计分析,回归结果统计如表1。

  由表1得出:

  模型1:f(c)=0.07×ω-6.443×e+0.065×ωL+0.415×IL-0.654×Sr+76.090(1)

  模型2:f(c)=0.075×ω-6.430×e+0.059×ωL-0.651×Sr+76.308(2)

  模型3:f(c)=-3.831×e+0.089×ωL-0.385×Sr+48.690

  (3)

  模型4:f(c)=-3.551×e+0.090×ωL+10.549

  (4)

  多元相关分析结果显示,内聚力与物理指标间的多元线性关系因回归系数过低,也不显著,以上结果预示着内聚力的大小可能因土体中有机质含量的不同而与不同的物理指标有关。

  3 结论与建议

  昆明盆地南市区浅层软土内聚力c值有较为分散,一定变化幅度,约有85.2%的数值分布在3~17区间;c值与含水量ω、饱和度Sr、孔隙比e、液性指数IL、液限ωL各单因素之间的相关性均不显著;内聚力c值与多元物理指标间虽建立了相关的线性方程,但因的回归系数过低,相关方程也不宜被采用。

  以上研究结果预示着软土内聚力与有机质含量密切相关的可能性。有机质含量虽不是土体的物理指标,但是其含量的高低对物理指标,及土体的结构性质等有一定的影响。在以后的研究和工程建设中,需将有机质含量对软土抗剪强度的影响加以考虑。对有机质含量高,抗剪强度低的土体应做相关的处理,提高其承载力的大小,避免地基发生沉降破坏等工程地质问题。

昆明南市区浅层软土内聚力与各物理指标之间的相关关系分析

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