軟土抗剪強(qiáng)度的分析

文/潘震宇 湖州建院巖土工程勘察設(shè)計(jì)有限公司 浙江湖州 313000

1、前言

湖州地區(qū)軟土分布廣泛，軟土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)作為地基土承載力和基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)的重要計(jì)算依據(jù)，對(duì)建筑工程有很大影響。

影響軟土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的因素很多，因此對(duì)于不同的工程實(shí)際應(yīng)選擇不同試驗(yàn)方法所求的指標(biāo)。現(xiàn)工程中靜探及固結(jié)快剪法均為較常用的技術(shù)手段，在工程勘察中被廣泛應(yīng)用，靜探指標(biāo)曲線亦是作為地區(qū)土層性狀經(jīng)驗(yàn)的重要方面。如何將兩者建立一定的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，是一種現(xiàn)實(shí)可行的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用。

2、軟土的特性及影響軟土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的因素

2.1 軟土的特性

軟土主要包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。湖州地區(qū)軟土主要為全新統(tǒng)Q41～Q43及上更新統(tǒng)上組c段Q32c時(shí)期的，成因主要為濱海積、沖湖積、瀉湖、湖沼積等。

軟土其主要物理力學(xué)性質(zhì)有：含水率高，比重小，孔隙比大，壓縮性高，強(qiáng)度低，具流變性、觸變性和高靈敏度。由于軟土地基對(duì)建設(shè)工程及場(chǎng)地穩(wěn)定性有諸多不利特性，如剪切變形，壓縮沉降，震陷、滑坡等，因此，準(zhǔn)確確定軟土的物理力學(xué)性質(zhì)，具有重要的意義。

2.2 影響軟土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的因素

土的抗剪強(qiáng)度影響因素是多方面的，其中影響最大的為排水條件、應(yīng)力歷史和剪切速率。故試驗(yàn)?zāi)M條件與實(shí)際工程（初始應(yīng)力條件、應(yīng)力狀態(tài)的變化、加荷速率和排水條件）的差異將很大程度上影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

軟土的抗剪強(qiáng)度隨著含水率的降低c、φ 值而增大；粘粒含量的增高，c值會(huì)相應(yīng)增大，φ值相應(yīng)降低。土的均勻性和各向異性，使實(shí)際工程和試驗(yàn)條件的剪切面有差異。

不同的試驗(yàn)方法及排水條件所得到的強(qiáng)度參數(shù)是不同的，并有其適用性。對(duì)于應(yīng)力歷史不同的軟土，其抗剪強(qiáng)度亦有很大差別。

常用測(cè)定軟土抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)的有：直接剪切、三軸壓縮試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)。在工程建設(shè)中，試驗(yàn)方法的選擇，應(yīng)根據(jù)軟土本身的特殊性和整個(gè)工程情況全面考慮，如土層的性質(zhì)、厚度、排水條件，施工工期的長(zhǎng)短等。

3、關(guān)系分析

湖州地區(qū)采用固快法所求c、φ值數(shù)據(jù)較多，工程經(jīng)驗(yàn)豐富。根據(jù)本地工程收集的多組軟土的靜探錐頭阻力qc和固快c、φ值，按不同含水量，總結(jié)如下表格（統(tǒng)計(jì)時(shí)剔除了異常數(shù)據(jù)）：

通過(guò)表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)固快c值、含水量與靜探指標(biāo)變化關(guān)系明顯，固快φ值隨靜探qc值變化較小，且其區(qū)間范圍較大，因與土中粘粒與粉粒比例關(guān)系較大。

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，以固快c值為縱坐標(biāo)，以靜探qc值為橫坐標(biāo)繪制散點(diǎn)圖。可見(jiàn)散點(diǎn)分布基本呈線性分布，通過(guò)設(shè)置趨勢(shì)線，并求得回歸方程，如圖1：

得到的回歸方程中粉土的相關(guān)系數(shù)R接近1，可見(jiàn)其回歸直線擬合程度較好，固快c值與靜探qc值間具有較緊密的相關(guān)性。采用顯著性檢驗(yàn)，取顯著度α=0.01，方程F=53.1大于F（1，6）=16.3，P值＜0.01。可見(jiàn)回歸方程較可靠，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。建立固快c值與靜探qc值的經(jīng)驗(yàn)公式如下：

c=23.4qc+1.6 （qc ≤ 0.85MPa）

結(jié)語(yǔ)：

分析軟土的特性、影響抗剪強(qiáng)度的因素，在選擇抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法時(shí)，應(yīng)根據(jù)軟土本身的特殊性和整個(gè)工程情況全面考慮。通過(guò)分析工程中應(yīng)用較多的直剪固結(jié)法抗剪強(qiáng)度指標(biāo)與含水量、靜探指標(biāo)的關(guān)系，初步建立固快c～qc的經(jīng)驗(yàn)公式，為實(shí)際工程提供參考。