確定大埋深下粗粒土承載力的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種確定大埋深下粗粒土承載力的方法，特別是一種應用于水電工程 領域的確定大埋深下粗粒土承載力的方法。
【背景技術】
[0002] 淺表粗粒土覆蓋層可以通過豎井取樣、現場原位試驗等勘察方法查明其土體的承 載力。目前在大埋深下（埋深大于15m)粗粒土承載力確定依賴于鉆孔取樣及孔內原位試 驗，鉆孔取樣受鉆孔工藝影響與實際有一定的偏差，在大埋深情況下孔內原位試驗值與實 際也會存在一定的偏差，有些孔內原位試驗甚至超出適用范圍。目前大埋深粗粒土覆蓋層 承載力確定均根據淺表相同級配土體輔以少量鉆孔原位試驗并根據工程地質類比而得出， 與實際存在一定的偏差，大部分比較保守，造成設計時偏保守。因此現有技術中還沒有一種 可以根據一些易測定的粗粒土的參數快速準確確定大埋深下粗粒土承載力的方法。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題是提供一種可以根據一些易測定的粗粒土的參數快 速準確確定大埋深下粗粒土承載力的方法。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明采用的確定大埋深下粗粒土承載力的方法，包括以 下幾個步驟：
[0005] a、收集深厚覆蓋層的原位力學試驗值，包括土體干密度、土體平均粒徑以及對應 的承載力；
[0006] b、將深厚覆蓋層原位力學試驗的土體干密度、平均粒徑分別與對應的承載力進行 統計相關分析；
[0007] c、如果前述b步驟統計相關性分析得出承載力與土體干密度和土體平均粒徑為 二元相關，則采用二元回歸分析的方法建立承載力與土體干密度和土體平均粒徑的關系 式；如果前述b步驟統計相關性分析得出承載力與土體干密度為一元相關，則采用一元回 歸分析的方法建立承載力與土體干密度的關系式；如果前述b步驟統計相關性分析得出承 載力與土體平均粒徑一元相關，則采用一元回歸分析的方法建立承載力與土體平均粒徑的 關系式；經統計分析，承載力與土體干密度和土體平均粒徑為二元相關，其經驗公式為：承 載力[幻=1.53564 0(1+0.00063705(|- 2.8374，其中承載力[1?]、干密度0(1、平均粒徑〇5〇計量單位分別為MPa、g/cm3、mm ;
[0008] d、獲取大埋深下土體干密度和土體平均粒徑；
[0009] e、將d步驟中測定的土體干密度和土體平均粒徑代入C步驟的關系式中計算得出 承載力。
[0010] 進一步的是，在d步驟中以鉆孔巖蕊粒徑平均值作為大埋深下土體平均粒徑。
[0011] 進一步的是，所述鉆孔巖蕊的取樣組數大于10組。
[0012] 進一步的是，在d步驟中采用公式Y = 0. 007X+P d(l，計算獲得得大埋深下土體干 密度，其中Y為土體干密度，其中X為粗粒土埋深，p d〇為地表粗粒土干密度。
[0013] 進一步的是，采用灌水法或灌砂法獲取所述的地表粗粒土干密度。
[0014] 進一步的是，采用灌砂法獲取所述的地表粗粒土干密度。
[0015] 本發明有益效果是：本發明提供一種可以根據一些易測定的粗粒土的參數快速準 確確定大埋深下粗粒土承載力的方法，適用于全新世正常固結大埋深粗粒土。該方法簡便 易行，為確定大埋深粗粒土力學性能提供另一種途徑，不需要大量原位試驗，可以較大限度 節約工程造價。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發明的流程圖；
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0018] 如圖1所示，為解決上述技術問題，本發明采用的確定大埋深下粗粒土承載力的 方法，包括以下幾個步驟：
[0019] a、收集深厚覆蓋層的原位力學試驗值，包括土體干密度、土體平均粒徑以及對應 的承載力；
[0020] b、將深厚覆蓋層原位力學試驗的土體干密度、平均粒徑分別與對應的承載力進行 統計相關分析；
[0021] c、如果前述b步驟統計相關性分析得出承載力與土體干密度和土體平均粒徑為 二元相關，則采用二元回歸分析的方法建立承載力與土體干密度和土體平均粒徑的關系 式；如果前述b步驟統計相關性分析得出承載力與土體干密度為一元相關，則采用一元回 歸分析的方法建立承載力與土體干密度的關系式；如果前述b步驟統計相關性分析得出承 載力與土體平均粒徑一元相關，則采用一元回歸分析的方法建立承載力與土體平均粒徑的 關系式；經統計分析，承載力與土體干密度和土體平均粒徑為二元相關，其經驗公式為：承 載力[幻=1.53564 0(1+0.00063705(|- 2.8374，其中承載力[1?]、干密度0(1、平均粒徑〇5〇計量單位分別為MPa、g/cm3、mm ;
[0022] d、獲取大埋深下土體干密度和土體平均粒徑；
[0023] e、將d步驟中測定的土體干密度和土體平均粒徑代入c步驟的關系式中計算得出 承載力。
[0024] 在d步驟中以鉆孔巖蕊粒徑平均值作為大埋深下土體平均粒徑。所述鉆孔巖蕊的 取樣組數大于10組。當鉆孔巖蕊的取樣組數大于10組時其平均粒徑含量比較接近土體實 際，能夠反映覆蓋層的粒徑組成情況，使鉆孔巖蕊粒徑平均值能更準確反映大埋深下粗粒 土粒徑平均值。在d步驟中采用公式Y = 0. 007X+Pdtl，計算獲得得大埋深下土體干密度， 其中Y為土體干密度，其中X為粗粒土埋深，P d(l為地表粗粒土干密度。采用灌水法或灌砂 法獲取所述的地表粗粒土干密度也可以采用灌砂法獲取所述的地表粗粒土干密度。
[0025] 實施例：收集深厚覆蓋層水電站開挖后原位力學試驗值，包括土體干密度、土體平 均粒徑以及對應的承載力。將大量的原位試驗土體干密度、土體平均粒徑值分別與對應的 承載力進行統計相關分析。根據粗粒土原位試驗承載力與其土體干密度、土體平均粒徑實 驗數據表（見表1)，然后分析其相關性（見表2)，可知土體承載力與其干密度相關系數達 0. 748,與平均粒徑相關系數為0. 527,相關性明顯，再采用二元回歸分析建立經驗關系式。 經統計分析，其經驗公式為：承載力[幻=1.53564 0(1+0.00063705(|- 2.8374，其中[1?]、 0(1、〇5(|計量單位分別為1^、8/〇113、111111。其標準誤差為〇.1161^、1? 2=〇.566，其相關性較 明顯，可用于估算大埋深粗粒土地基承載力。
[0026] 表1粗粒土承載力、干密度、平均粒徑數據表
[0027]
[0028] 表2相關關系分析表
[0029]
[0030] 取鉆孔巖蕊粒徑平均值確定大埋深下粗粒土粒徑平均值。先采用常規方法如灌水 法或灌砂法獲取地表粗粒土干密度，后采用Y = 0. 007X+p d(l計算得大埋深下粗粒土干密 度，其中Y為大埋深下干密度，X為粗粒土埋深，Pdtl為地表粗粒土干密度。將大埋深下土 體干密度、土體平均粒徑代入經驗公式，獲取粗粒土承載力。本申請采用的確定大埋深下粗 粒土承載力的方法科學合理，簡便易行，為確定大埋深粗粒土力學性能提供另一種途徑，不 需要大量原位試驗，可以較大限度節約工程造價。
【主權項】
1. 確定大埋深下粗粒土承載力的方法，包括以下幾個步驟： a、 收集深厚覆蓋層的原位力學試驗值，包括土體干密度、土體平均粒徑以及對應的承 載力； b、 將深厚覆蓋層原位力學試驗的土體干密度、平均粒徑分別與對應的承載力進行統計 相關分析； c、 如果前述b步驟統計相關性分析得出承載力與土體干密度和土體平均粒徑為二元 相關，則采用二元回歸分析的方法建立承載力與土體干密度和土體平均粒徑的關系式；如 果前述b步驟統計相關性分析得出承載力與土體干密度為一元相關，則采用一元回歸分析 的方法建立承載力與土體干密度的關系式；如果前述b步驟統計相關性分析得出承載力 與土體平均粒徑一元相關，則采用一元回歸分析的方法建立承載力與土體平均粒徑的關系 式；經統計分析，承載力與土體干密度和土體平均粒徑為二元相關，其經驗公式為：承載力 [R] = I. 53564P d+0. 000637D5Q - 2. 8374,其中承載力[R]、干密度P d、平均粒徑D5tl計量單 位分別為 MPa、g/cm3、mm ; d、 獲取大埋深下土體干密度和土體平均粒徑； e、 將d步驟中測定的土體干密度和土體平均粒徑代入c步驟的關系式中計算得出承載 力。2. 如權利要求1所述的確定大埋深下粗粒土承載力的方法，其特征在于：在d步驟中 以鉆孔巖蕊粒徑平均值作為大埋深下土體平均粒徑。3. 如權利要求2所述的確定大埋深下粗粒土承載力的方法，其特征在于：所述鉆孔巖 蕊的取樣組數大于10組。4. 如權利要求1所述的確定大埋深下粗粒土承載力的方法，其特征在于：在d步驟中 采用公式Y = 0. 007X+P d(l，計算獲得得大埋深下土體干密度，其中Y為土體干密度，其中X 為粗粒土埋深，Pd(!為地表粗粒土干密度。5. 如權利要求4所述的確定大埋深下粗粒土承載力的方法，其特征在于：采用灌水法 或灌砂法獲取所述的地表粗粒土干密度。6. 如權利要求4所述的確定大埋深下粗粒土承載力的方法，其特征在于：采用灌砂法 獲取所述的地表粗粒土干密度。
【專利摘要】本發明涉及一種確定大埋深下粗粒土承載力的方法，特別是一種應用于水電工程領域的確定大埋深下粗粒土承載力的方法。本發明提供一種可以根據一些易測定的粗粒土的參數快速準確確定大埋深下粗粒土承載力的方法，包括以下幾個步驟：a、收集深厚覆蓋層的原位力學試驗值；b、將土體干密度、平均粒徑與對應的承載力進行統計相關分析；c、建立承載力的關系式；d、獲取大埋深下土體干密度和土體平均粒徑；e、將土體干密度和土體平均粒徑代入關系式中得出承載力。據大量的深厚覆蓋層原位力學試驗數據，通過相關性及統計分析，建立干密度、平均粒徑與大埋深粗粒土承載力、經驗公式，方法科學合理，簡便易行，適用于全新世正常固結大埋深粗粒土。
【IPC分類】E02D1/00
【公開號】CN104947646
【申請號】CN201510369216
【發明人】張世殊, 胡金山, 黃潤太, 彭仕雄, 冉從彥, 張安川, 馮建明, 曲海珠, 唐世明
【申請人】中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月29日