廣東西部沿海鐵路土體參數相關性分析

張占榮

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司, 武漢 430063)

0 前言

地基土物理力學參數,是鐵路、公路和橋梁工程地質勘察的重要成果.廣東西部沿海鐵路初測地質勘察中,進行了大量的地質鉆探和室內土工試驗,綜合分析發現沿線土體壓縮模量、含水率、空隙比、密度等參數之間有較好的相關性.本文通過回歸分析探討了它們之間的相關關系,獲取了相應的經驗關系式,對不易直接測得的指標進行初步估計,節約了測試時間和試驗成本.

1 工程概況

廣東西部沿海鐵路是國家規劃的東北經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、雙向電氣化規劃,初步設計時速為250km.

為了查明鐵路沿線土體的物理力學特性,在初測地質鉆孔中進行了大量的土樣土工試驗,選取了256組試驗數據,進行了土體物理力學參數相關性分析.土體類型主要為粉質黏土、黏土、淤泥質土、粉土等.

2 土體物理力學參數相關性分析

2.1 地基土參數與含水率間的相關關系

圖1為廣東西部沿海鐵路沿線地基土壓縮模量、壓縮系數、密度、孔隙比、液限、塑限、液性指數、塑性指數等與含水率之間的關系圖.圖中黑點代表試驗測試數據,黑線代表各數據點數據的回歸關系曲線.表1為各參數與含水率之間的回歸方程式及相關系數.

表1 地基土參數與含水率間的擬合關系式

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

2.2 地基土參數與孔隙比的相關關系

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,其它參數隨孔隙比增大而增大,均有一定的相關性.其中壓縮系數、含水率與孔隙比間相關性系數的平方分別為0.9345、0.9346,通過孔隙比來預測沿線地基土的壓縮系數、含水率等參數有一定的可靠性.

2.3 地基土參數與密度間的相關關系

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、含水率、孔隙比等參數均隨孔隙比增大而減小.

3 結論

依據室內土工試驗研究分析,得到了以下結論:

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

(2) 沿線地基土的壓縮系數、孔隙比與含水率間的回歸關系式為= 0.0286w- 0.2473、 e=0.0228w +0.2667,相關性系數的平方分別為0.9012、0.9346.壓縮系數、含水率與孔隙比間的回歸關系式分別為=1.2443-0.5592、=40.9 89-9.0993,相關性系數的平方分別為0.9345、 0.9346.含水率和孔隙比可以通過經驗關系式進行預測;通過含水率、孔隙比來預測沿線地基土的壓縮系數具有較高的可信度,可以達到節約試驗時間和試驗成本的目的.

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