中国软土分区讨论及其参数统计特征研究

【摘要】：虽然关于软土的研究成果极为丰富,但随着我国基础设施建设的迅猛推进,导致很多工程仍然涉及到软土问题。由于软土工程性质较差,同时钻孔有限,不可能对每个地方进行周密的勘察,揭露它的性质不一定具有代表性。通过对软土参数的统计分析,得到一个对场地参数的评价,更为准确的获得软土参数。本文以软土的特点、定义及判定条件为依据,通过cnki、维普等文献检索网站查找,共计搜集了与软土参数相关的近万篇博硕士论文以及期刊文献,并结合搜集到的近百项工程项目的勘察资料和软土力学书籍,建立了数据库,运用概率论与数理统计、回归分析、灰色关联度等方法,对我国软土地区常规物理力学指标进行分析研究。得到主要结论如下:(1)给出了软土分区原则。根据软土成因、地域特点及工程性质,结合目前的研究成果,认为遵循规范先分区(Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区),在此基础上考虑软土成因进行细化。(2)对我国Ⅰ区(滨海相、湖相、沼泽相、吹填土、河相)Ⅱ区(滨海相、湖相、三角洲相)、Ⅲ区(滨海相、湖相、三角洲相)软土变异性做出了评价。Ⅰ区滨海相、湖相、吹填土软土变异性类似,河相和沼泽相变异性相似。河相、沼泽相成因软弱土相对滨海相、湖相、吹填土变异性高。Ⅱ区滨海相与湖相变异性类似,三角洲相变异性较湖相与滨海相高。Ⅲ区湖相变异性相对三角洲相和滨海相高。整体看物理参数变异性较力学参数大,Ⅲ区变异性高于Ⅱ区和Ⅰ区。(3)建立了Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区主要成因软土参数的范围值、均值、标准差及标准值上下限等指标,得到了Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区主要成因软土概率分布中偏度、峰度、方差、置信区间等代表特征值及概率分布形态。各分区不同成因软土主要服从对数正态分布、正态分布和Laplace分布。(4)从土体参数基本物理意义、参数间理论关系出发,考虑岩土工程复杂性,对土体物理力学参数相关性分析进行了探讨。关联度分析表明,利用物理力学参数间关联度计算分析结果,可进一步为开展物理力学参数间单因素或多因素回归分析提供方法。(5)对Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区主要成因软土物理指标中含水率与孔隙比、液性指数、塑性指数,孔隙比与天然密度、干密度等进行了回归分析,得到了指标间较好的拟合关系。对主要成因软土变形指标a、E_S与物理指标w、e、ρ进行了线性与非线性拟合,得到了最佳拟合方程。a与w、ρ、e、I_L存在较好的多因素拟合关系,随着模型因子w、ρ、e、I_L逐渐增多,其相关系数会增大。剪切指标与物理指标单因素拟合关系较差,φ_q、c_q与w、ρ、I_L多因素拟合效果较好。