互層土室內試驗成果統計與取值方法的改進

熊穗

（南京市測繪勘察研究院有限公司 江蘇南京 210019）

互層土室內試驗成果統計與取值方法的改進

熊穗

（南京市測繪勘察研究院有限公司 江蘇南京 210019）

目前，國家規范對互層土室內試驗指標的統計與取值方法尚無特殊規定。本文對互層土室內試驗成果按常規方式統計與取值所產生的問題進行了分析，并提供了相應的改進方法。

互層土；厚度比；成果指標；取值方法

1 引言

南京長江兩岸河漫灘相沖積層中廣泛分布有流塑淤泥質粉質粘土（或軟～流塑粉質粘土）與稍密粉土、粉砂構成的互層土，粘性土與粉土、粉砂層單層厚度不超過0.5m，厚度比在1/3～3/1之間，具層狀構造，土質不均勻?；油恋奈锢砹W性質和粘性土及粉土、粉砂的性質，以及粘性土與粉土、粉砂的厚度比有關，并具有水平向滲透性明顯好于垂直向的特征。目前，國家規范對互層土室內試驗成果統計和取值方法尚無特殊規定。本文對互層土室內試驗成果按常規方式統計與取值所產生的問題進行了分析，并提供了相應的改進方法。

2 互層土室內試驗指標按常規方式統計與取值存在的問題

互層土中粘性土和粉土、粉砂的物理力學性質差異大。采用常規方法對互層土室內試驗指標進行統計時，常常由于試驗成果數據離散性大，各項試驗指標中粘性土與粉土、粉砂的試驗數量之比變化不一，難以做到和互層土的厚度比保持一致，使得各項試驗成果的統計平均值和抗剪強度標準值隨機變動性大，各項指標之間的匹配性差，部分指標統計結果不能客觀反映互層土的物理力學性質。以滲透試驗指標為例，由于互層土中單層粘性土或砂性土的垂直向滲透系數和各自水平向滲透系數無明顯差別，使得按常規統計方法得出的垂直向滲透系數平均值和水平向滲透系數平均值差別不大，和互層土水平向滲透性明顯好于垂直向的特征不相符，需要專業技術人員根據工程經驗和原位試驗成果另行提供建議值。

3 互層土室內試驗指標統計與取值方法的改進原則

現行國家規范規定工程設計所需的巖土參數如含水量、重度、孔隙比、滲透系數、壓縮系數、壓縮模量采用平均值，抗剪強度指標采用標準值?，F以淤泥質粉質粘土和粉砂互層為例，簡要介紹互層土室內試驗成果統計與取值的改進方法。

（1）將淤泥質粉質粘土和粉砂作為兩層土，分別統計計算淤泥質粉質粘土和粉砂層各項物理力學試驗指標的最大值、最小值、平均值、標準差、變異系數，以及抗剪強度標準值；

（2）依據互層土中淤泥質粉質粘土和粉砂層的物理力學指標平均值、抗剪強度指標標準值和兩者厚度之比，采用加權法計算互層土的等代含水量、等代重度、等代孔隙比、等代滲透系數、等代壓縮系數、等代壓縮模量平均值，以及等代抗剪強度標準值，并以計算所得的等代物理力學指標平均值作為互層土的物理力學指標統計平均值；以等代抗剪強度標準值作為互層土抗剪強度指標統計標準值。

4 互層土物理力學指標等代值計算表達式

4.1 互層土等代含水量平均值

式中：W——互層土等代含水量平均值（%）；

Wmi——互層土中淤泥質粉質粘土含水量平均值和粉砂含水量平均值（%）；

hi——厚度比h1/h2表達式中淤泥質粉質粘土與粉砂各自的厚度值（m）。例如淤泥質粉質粘土與粉砂厚度比為1/2，則淤泥質粉質粘土層厚h1取1m，粉砂層厚h2取2m；

ρmi——互層土中淤泥質粉質粘土濕密度平均值和粉砂濕密度平均值（g/cm3）。

4.2 互層土等代重度平均值

式中：γ——互層土等代重度平均值（kN/m3）。

4.3 互層土等代孔隙比平均值

式中：e——某一壓力作用下互層土壓縮穩定后的等代孔隙比平均值；

emi——某一壓力作用下互層土壓縮穩定后淤泥質粉質粘土孔隙比平均值和粉砂孔隙比平均值。

4.4 互層土等代滲透系數平均值

式中：kv——互層土等代垂直滲透系數平均值（cm/s）；

kh——互層土等代水平滲透系數平均值（cm/s）；

kmvi——互層土中淤泥質粉質粘土垂直滲透系數平均值和粉砂垂直滲透系數平均值（cm/s）；

kmhi——互層土中淤泥質粉質粘土水平滲透系數平均值和粉砂水平滲透系數平均值（cm/s）。

注：工程實踐經驗表明，抽水試驗滲透系數約為室內試驗滲透系數的10倍，提供滲透系數建議值時，宜將互層土的等代滲透系數平均值乘以10。

4.5 互層土等代壓縮系數平均值和等代壓縮模量平均值

式中：a1-2——0.1～0.2MPa壓力段等代壓縮系數平均值（MPa-1）；

Es1-2——0.1～0.2MPa壓力段等代壓縮模量平均值（MPa）；

e1——壓力為0.1MPa時互層土壓縮穩定后的等代孔隙比平均值；

e2——壓力為0.2MPa時互層土壓縮穩定后的等代孔隙比平均值；

p1、p2——與e1、e2相對應的壓力（MPa）；

注：地基變形計算時采用的壓縮模量應取土的自重壓力至土的自重壓力與附加壓力之和的壓力段計算。

4.6 互層土等代抗剪強度標準值

式中：ck——互層土等代粘聚力標準值（kPa）；

φk——互層土等代內摩擦角標準值（°）；

cki——互層土中淤泥質粉質粘土粘聚力標準值和粉砂粘聚力標準值（kPa）；

φki——互層土中淤泥質粉質粘土內摩擦角標準值和粉砂內摩擦角標準值（°）；

注：采用等代抗剪強度標準值計算互層土地基承載力特征值時，應注意結合現場原位測試與地區工程實踐經驗綜合確定。當互層土可能產生順層剪切時，尚應提供構成互層土的粘性土和粉土、粉砂之中抗剪強度標準值的最小值。

5 結論

（1）互層土的工程性質和構成互層土的粘性土及粉土、粉砂的工程性質，以及粘性土與粉土、粉砂的厚度比有關，并具有水平向滲透性明顯好于垂直向的特征。

（2）采用常規方法對互層土的室內試驗指標進行統計，其各項試驗成果的統計平均值和抗剪強度標準值隨機變動性大，各項指標之間的匹配性差，部分指標統計結果不能客觀反映互層土的物理力學性質。

（3）建議采用加權法計算互層土的等代含水量、等代重度、等代孔隙比、等代滲透系數、等代壓縮系數、等代壓縮模量平均值，以及等代抗剪強度標準值，并以計算所得的等代物理力學指標平均值作為互層土的物理力學指標統計平均值；以等代抗剪強度標準值作為互層土抗剪強度指標統計標準值?；油翈r土參數建議值應綜合室內試驗、原位測試成果，以及地區工程實踐經驗提供。

[1]《巖土工程勘察規范》（GB50021-20001，2009年版）.

[2]《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）.

[3]顧曉魯，錢鴻縉，劉慧珊，汪時敏.地基與基礎（第三版）.中國建筑工業出版社，2003.

TU41

A

1004-7344（2016）32-0297-02

2016-10-25

熊穗（1963-），男，高級工程師，從事巖土工程勘察技術管理工作。