广东西部沿海铁路土体参数相关性分析

张占荣

(中铁第四勘察设计院集团有限公司, 武汉 430063)

0 前言

地基土物理力学参数,是铁路、公路和桥梁工程地质勘察的重要成果.广东西部沿海铁路初测地质勘察中,进行了大量的地质钻探和室内土工试验,综合分析发现沿线土体压缩模量、含水率、空隙比、密度等参数之间有较好的相关性.本文通过回归分析探讨了它们之间的相关关系,获取了相应的经验关系式,对不易直接测得的指标进行初步估计,节约了测试时间和试验成本.

1 工程概况

广东西部沿海铁路是国家规划的东北经沿海城市至海南三亚纵向沿海高速铁路的一部分,起于深圳市,途经广州、中山、江门、阳江,终于茂名市,东接厦深铁路,西接茂湛铁路、河茂铁路,北接洛湛铁路,全长约400km,按国铁I级、双向电气化规划,初步设计时速为250km.

为了查明铁路沿线土体的物理力学特性,在初测地质钻孔中进行了大量的土样土工试验,选取了256组试验数据,进行了土体物理力学参数相关性分析.土体类型主要为粉质黏土、黏土、淤泥质土、粉土等.

2 土体物理力学参数相关性分析

2.1 地基土参数与含水率间的相关关系

图1为广东西部沿海铁路沿线地基土压缩模量、压缩系数、密度、孔隙比、液限、塑限、液性指数、塑性指数等与含水率之间的关系图.图中黑点代表试验测试数据,黑线代表各数据点数据的回归关系曲线.表1为各参数与含水率之间的回归方程式及相关系数.

表1 地基土参数与含水率间的拟合关系式

从图1、表1可看出,沿线地基土的压缩模量、压缩系数、密度、孔隙比、液限、塑限、液性指数、塑性指数等参数与含水率均有一定的相关性,其中压缩系数、孔隙比与含水率间相关性系数R2分别为0.9012、0.9346.通过含水率预测沿线地基土的压缩系数、孔隙比等参数有一定的依据.

2.2 地基土参数与孔隙比的相关关系

从图2、表2可看出,沿线地基土的压缩模量、密度随孔隙比增大而减小,其它参数随孔隙比增大而增大,均有一定的相关性.其中压缩系数、含水率与孔隙比间相关性系数的平方分别为0.9345、0.9346,通过孔隙比来预测沿线地基土的压缩系数、含水率等参数有一定的可靠性.

2.3 地基土参数与密度间的相关关系

从图3、表3可看出,沿线地基土的压缩模量随密度的增大而增大;压缩系数、含水率、孔隙比等参数均随孔隙比增大而减小.

3 结论

依据室内土工试验研究分析,得到了以下结论:

(1) 压缩模量、压缩系数、液限、塑限、塑性指数、液性指数等参数与孔隙比、含水率、密度等参数之间均有一定的相关性.

(2) 沿线地基土的压缩系数、孔隙比与含水率间的回归关系式为= 0.0286w- 0.2473、 e=0.0228w +0.2667,相关性系数的平方分别为0.9012、0.9346.压缩系数、含水率与孔隙比间的回归关系式分别为=1.2443-0.5592、=40.9 89-9.0993,相关性系数的平方分别为0.9345、 0.9346.含水率和孔隙比可以通过经验关系式进行预测;通过含水率、孔隙比来预测沿线地基土的压缩系数具有较高的可信度,可以达到节约试验时间和试验成本的目的.

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