福建沿海高速公路软土参数相关性研究

姚仲泳

(福建省交通规划设计院 福建省交通规划设计院)

福建沿海高速公路软土参数相关性研究

姚仲泳

(福建省交通规划设计院 福建省交通规划设计院)

采集了福泉高速公路扩建工程福州段室内土工试验所得的物理力学性质指标数据，运用现代数理统计技术，建立各指标间的相关方程，从而揭示其相互之间的规律，为福建沿海地区高速公路工程软土参数指标快速估算提供依据。

福建沿海高速；软土；线性回归；相关性

1 概述

福泉高速公路扩建工程福州段位于闽东南沿海冲海积平原地貌区，沿线软土较发育，多为硬壳软土路段，岩性为黑色、灰色淤泥，质地细腻，厚度大，许多在10m以上，最厚20m。

本次研究主要通过采集福泉高速公路路扩建工程福州段沿线软土试样室内土工试验所得的物理力学性质指标数据，运用数理统计，建立各指标间的相关方程，并验证方程的相关性，从而得出各指标间相关性较好的方程，作为工程实践中快速估算软土指标的依据，既能提高工作效率，又能节约工程费用。

2 软土工程性质特点

通过钻探钻取原状土样，进行了室内物理力学性质试验，样品总数为400多组。试验内容包含其基本的物理试验、力学试验，本次研究未对试验结果进行舍弃，统计时包含了所有试验样品，分为淤泥和淤泥质土分别统计，其物理力学试验结果见表1。

由表1可以看出福州盆地地区高速公路沿线软土具有高含水率、高孔隙比的特征，而且参数变异系数较小。淤泥的含水率和孔隙比平均值分别达63.5%、1.702；淤泥质土的含水率和孔隙比平均值分别达 50.6%、1.362。同时该地区软土还具备高压缩性、低强度的特征，其中室内直接剪切试验结果变异性偏大。

表1 福州盆地地区软土物理力学指标统计表

3 软土参数相关性分析

3.1 相关性分析

通过分析软土物理力学参数，可以得出某些参数间具有相关性，现将压缩系数、压缩模量、凝聚力、内摩擦角与含水率、湿密度、孔隙比、液限、塑限、液性指数、塑性指数之间的关系进行拟合。其部分相关关系图见图1-6。并得出它们间的回归方程，对方程的相关性进行检验，发现部分参数间的相关性远高于相关系数临界值，见表2。

由回归方程的相关性检验可知。软土的天然密度与含水率之间有很好的相关性，且为负相关关系；压缩系数与孔隙比有较好的相关性，为正相关关系；另外压缩模量与孔隙比、液性指数的相关性也较好；它们的回归方程有意义。此外，软土的压缩系数、压缩模量与液限、塑限、塑性指数相关关系不显著，回归方程无意义，本文就不一一罗列。

图1 淤泥天然密度与含水率关系图

图2 淤泥压缩系数与孔隙比关系图

图4 淤泥质土压缩模量与空隙比关系图

图3 淤泥压缩模量与液性指数关系图

表2 软土物理力学参数部分回归方程汇总表

3.2 相关关系结果分析

含水率越大，单位体积土中水的含量越多，而水的密度较土粒密度要小，单位体积的土的质量越小，因此土的天然密度与含水率成负相关关系。天然孔隙率越大，软土越容易被压缩，一定应力情况下孔隙率变化也大，压缩系数就越大，因此压缩系数与孔隙比正相关。根据土的液性指数可以直接判定土的软硬状态，它与土的天然含水率正相关，而土的天然含水率与压缩系数正相关，因而土液性指数越大，压缩系数就越大，压缩模量就越小，因此压缩模量与液性指数成负相关关系。以上拟合的回归曲线规律与土力学中相关理论相吻合。

4 结论

（1）福泉高速公路沿线软土具有高含水率、孔隙比大、高压缩性、低强度的工程特性，且含水率、孔隙比等参数变异性小。

（2）福泉高速公路沿线软土的天然密度与含水率，压缩系数与孔隙比，压缩模量与孔隙比、液性指数，粘聚力与含水率、压缩系数之间的相关性较好，经相关性检验，它们间的回归方程有意义。

（3）对于相关性较好的一些软土物理力学参数，可以利用它们间的相关方程进行指标数值的估算，如天然密度与含水率之间，天然密度数值的获取时间短，利用相关方程，用天然密度来估算含水率，既节省了费用又提高了效率。

[1]马正文.昆山软土工程特性及参数相关性分析[J].科技创业月刊，2011（2）

[2]陈仲颐，周景星，王洪瑾.土力学[M]北京 清华大学出版社 2011

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1007-6344（2016）07-0038-01