软土变形指标与初始孔隙率的相关性分析

李雪梅, 杨敏, 李卫超, 上官士青, 万嘉成

长江科学院院报 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (3) : 104-110.

PDF(1536 KB)
PDF(1536 KB)
长江科学院院报 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (3) : 104-110. DOI: 10.11988/ckyyb.20201268
岩土工程

软土变形指标与初始孔隙率的相关性分析

  • 李雪梅1, 杨敏1, 李卫超1, 上官士青2, 万嘉成3
作者信息 +

Correlations between Deformation Indexes and Initial Void Ratio of Soft Clay

  • LI Xue-mei1, YANG Min1, LI Wei-chao1, SHANGGUAN Shi-qing2, WAN Jia-cheng3
Author information +
文章历史 +

摘要

根据上海地区不同土层软土的一维和等向固结试验,得到一维固结下压缩指数Cc和回弹指数Cs与修正剑桥模型参数λκ之间的关系。鉴于室内试验耗时过长,而通过土样的基本物理指标(天然含水率wn、孔隙比e0、液限wL和塑性指数Ip)来推算压缩指数和回弹指数是一个快捷有效的方式,对比发现土的变形指标与基本物理指标间存在一定的相关性。结果表明:Cc/n0Cc,Cs/n0与三轴试验各向同性固结下得到的Cs之间存在较好的线性关系,并给出了对应的关系式。由此,上海地区软土的变形指标可通过初始孔隙率来估算。在已有试验数据的基础上,总结分析我国沿海多个地区(广州、天津、深圳、温州、福州等)压缩指数试验数据,发现沿海地区软土压缩指数与初始孔隙率之间均存在较好的线性关系,并给出了对应的关系式。

Abstract

One-dimensional and isotropic consolidation tests were carried out on clay of varied depth in Shanghai to acquire the compression index Cc and the rebound index Cs and their relations with parameters parameters λ and κ in the modified Cambridge model. However, laboratory tests are time-consuming and expensive. Empirical relations need to be developed to predict compression index using physical indices (especially natural water content wn, initial void ratio e0, liquid limit wL and plastic index Ip) of soil which are relatively easier to obtain. Highly linear relations between Cc/n0 and Cc as well as Cs/n0 and Cs were found, and corresponding relational expressions were established. Hence, the deformation index of soft soil in Shanghai can be estimated by void ratio. In addition, according to test data of soft soil in coastal areas in China, including Guangzhou, Tianjin, Shenzhen, Wenzhou, and Fuzhou, an empirical function between Cc/n0 and Cc was constructed to predict compression index of soft soil in some coastal areas in China (Guangzhou, Tianjin, Shenzhen, Wenzhou, and Fuzhou) for preliminary engineering design.

关键词

软黏土 / 一维固结 / 等向固结 / 压缩指数 / 回弹指数 / 经验关系 / 沿海地区

Key words

soft clay / one-dimensional consolidation / isotropic consolidation / compression index / swelling index / empirical correlations / coastal areas

引用本文

导出引用
李雪梅, 杨敏, 李卫超, 上官士青, 万嘉成. 软土变形指标与初始孔隙率的相关性分析[J]. 长江科学院院报. 2022, 39(3): 104-110 https://doi.org/10.11988/ckyyb.20201268
LI Xue-mei, YANG Min, LI Wei-chao, SHANGGUAN Shi-qing, WAN Jia-cheng. Correlations between Deformation Indexes and Initial Void Ratio of Soft Clay[J]. Journal of Changjiang River Scientific Research Institute. 2022, 39(3): 104-110 https://doi.org/10.11988/ckyyb.20201268
中图分类号: TU447   

参考文献

[1] SCHOFIELD A, WROTH P. Critical State Soil Mechanics[M]. London: McGraw-Hill, 1968.
[2] 李广信.高等土力学[M]. 北京:清华大学出版社,2004.
[3] ANDERKIN M R,BRYSON L S.Critical State Parameters of Kentucky Clay[C] Proceedings of GeoShanghai International Conference 2010.Doi:10.1061/41101(374)7.
[4] NAKASE A T, KAMEI O. Kusakabe Constitutive Parameters Estimated by Plasticity Index[J]. Journal of Geotechnical Engineering, 1988, 114(7): 844-858.
[5] DEV K L, PILLAI R J, ROBINSON R. Estimation of Critical State Parameters from One-dimensional Consolidation and Triaxial Compression Tests[J]. Indian Geotechnical Journal, 2013, 43(3): 229-237.
[6] 陈 波, 孙德安,吕海波, 海相软土压缩特性的试验研究[J]. 岩土力学, 2013,34(2):381-388.
[7] SKEMPTON A W. Notes on the Compressibility of Clays[J]. Quarterly Journal of the Geological Society, 1946, 102(1/2/3/4): 205-209.
[8] TERZAGHI K, PECK R B, MESRI G. Soil Mechanics in Engineering Practice[M]. Edition 3. New York: John Wiley & Sons, Inc., 1996.
[9] AZZOUZ A S, KRIZEK R J, COROTIS R B. Regression Analysis of Soil Compressibility[J]. Soils and Foundations, 1976, 16(2): 19-29.
[10]YOON G L, KIM B T, JEON S S. Empirical Correlations of Compression Index for Marine Clay from Regression Analysis[J]. Canadian Geotechnical Journal, 2011, 41(6): 1213-1221.
[11]柯文汇, 陈 健, 盛 谦. 结构性软黏土一维压缩变形特性的数学描述[J]. 长江科学院院报, 2016, 33(7):87-92.
[12]白 冰,周 健. 饱和软粘土的塑性指数对其压缩变形参数的影响[J]. 水利学报, 2001,32(11):51-55.
[13]魏道垛,胡中雄. 上海浅层地基土的前期固结压力及有关压缩性参数的试验研究[J]. 岩土工程学报, 1980, 2(4):13-22.
[14]GAO D Z, WEI D D, HU Z X. Geotechnical Properties of Shanghai Soils and Engineering Applications[M]//Marine Geotechnology and Nearshore/Offshore Structures. Conshohocken, PA: ASTM International, 1986.
[15]武朝军, 叶冠林,王建华. 上海浅部土层压缩指数与天然含水率的关系[J].岩土力学, 2014. 35(11):3184-3190.
[16]高彦斌, 张松波,葛潇楠. 我国沿海地区软黏土压缩指数统计及与国外其他地区对比[J].岩土力学, 2017. 38(9):2713-2720.
[17] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T 50123—2019,土工试验方法标准[S].北京:中国计划出版社,1999.
[18]中华人民共和国建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 岩土工程勘察规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[19]南京水利科学研究院.GB/T 50145—2007,土的工程分类标准[S].北京: 中国计划出版社, 2008.
[20]刘律智, 杨 涛,马鹏真. 广州软土的压缩特性与修正剑桥模型参数λ和κ[J].水利与建筑工程学报, 2016,14(1):45-48.
[21]TERZAGHI K, PECK R B. Soil Mechanics in Engineering Practice[M]. Edition 1. New York: John Wiley & Sons, 1948.
[22]MAYHE P W. Cam-clays Predictions of Undrained Strength[J]. Journal of Geotechnical Engineering Division (ASCE), 1980,106(11):1219-1242.
[23]KOPPULA S D.Statistical Estimation of Compression Index[J]. Geotechnical Testing Journal,1981,4(2):68-73.
[24]HERRERO O R.Universal Compression Index Equation[J].Journal of Geotechnical Engineering,1983,109(5):755-761.
[25]BOWLES J E. Physical and Geotechnical Properties of Soils[M]. New York: McGraw-Hill Book Company Inc., 1989.
[26]PARK J H, KOUMOTO T. New Compression Index Equation[J]. Journal of Geotechnical & Geoenvironmental Engineering, 2004, 130(2): 223-226.
[27]何 平, 王卫东,徐中华. 上海黏土压缩指数和回弹指数经验关系[J]. 岩土力学, 2018(10):3773-3782.
[28]邓有灿,卓丽姿. 福州软土固结状态初步分析[J]. 探矿工程(岩土钻掘工程),2000(增刊1):79-82.
[29]张惠明, 徐玉胜,曾巧玲. 深圳软土变形特性与工后沉降[J]. 岩土工程学报, 2002(4):509-514.
[30]吴玉财,张惠明. 软土变形参数的实测比较[J]. 铁道建筑, 2003(8):42-43.
[31]赵有明, 江辉煌,张惠明. 深圳地区软粘土变形参数研究[J]. 中国铁道科学, 2004,25(3):40-43.
[32]骆以道.海积软土特性及地基沉降分析若干问题的研究[D].武汉:武汉大学,2012.
[33]丁 雷, 江永建, 陈多才, 等. 广州软土的力学特性及相关性分析[J]. 铁道建筑, 2011(10):75-78.
[34]杨金钟,潘 勇. 天津滨海地区浅层地基土先期固结压力规律的研究[J]. 天津城建大学学报, 2007,13(3):190-193.
[35]孟 梁. 天津软土的结构性及本构模型研究[D].天津:天津大学,2009.
[36]马永刚,孟令福. 浅析天津滨海地区浅层软土的前期固结压力[J]. 港工技术, 2011,48(6):61-65.
[37]卢振有. 天津新港地基土工程特性及软基加固[D]. 长春:吉林大学, 2007.
[38]王雪玲,高素景,牛 辉.天津滨海地区浅层地基土先期固结压力规律的浅谈[J].科技风,2011(19):131-132.
[39]任君梅. 泉州湾软土分布特征及工程特性[J]. 福建地质,2010,29(2):146-152.
[40]王 军,高玉峰. 加荷比对结构性软土沉降特性的影响[J]. 岩土力学, 2007,28(12):2614-2618.
[41]吴雪婷. 温州浅滩软土工程特性及固结沉降规律研究[D]. 北京:中国地质大学, 2010.
[42]俞 帆,杨 帆,李春玲,等.温州软粘土次固结变形特性试验研究[J].公路交通技术,2018,34(5):1-6.

基金

国家自然科学基金项目(41877236,41972275)

PDF(1536 KB)

Accesses

Citation

Detail

段落导航
相关文章

/