连云港海相软土工程特性及处治方法探讨_章定文
连云港海边滩涂软淤地基中挡潮闸混凝土裂缝产生的原因、处理及预防措施
顶埋 深 ２ ２ ． ４ ０～２ ８ ． １ ０ ｍ， 底标 高 一３ １ ． ３ ２～一 ２ ７ ． ６ ９ ｒ ｎ ， 厚０ ． ５ ５～ ６ ． ３ ０ ｍ， 标 准贯入试验击数 ／ ｖ ＝ ２ ９击 。
２ ５ ． ０ ９～一 ２ ２ ． ４ ５ ｍ， 厚４ ． ８ ０～ ７ ． ６ ０ ｍ， 中等压缩性 。
⑤中砂 ： 灰黄 色 、 灰 白色 ， 饱 和， 密实， 局部 中密 。
顶埋 深 ２ ９ ． １ ０～３ ２ ． ３ ０ ｍ。该 层 未 揭 穿 ， 揭 露 最 大 厚 ｌ １ ． ０ ０ ｍ， 标准贯入试验击数 Ⅳ＝ ４ ０击。
均匀， 局 部 夹 砂 。顶 埋 深 ２ ６ ． （ ） ０～３ ０ ． ９ ０ ｍ， 底 标 高
一
１ ０ ． ２ ２ ｍ， 厚９ ． １ ０～ １ ０ ． ９ ５ ｍ。
②黏 土 ： 褐黄 色， 湿， 可塑， 局 部 硬 塑。顶 埋 深
９ ． １ ０～ １ ０ ． ９ ５ ｍ， 底 标 高 一１ ７ ． ７ ８～ 一１ ７ ． ４ ６ ｍ， 厚 ６ ． ７ ０～ ７ ． ３ ０ ｍ， 中等压缩性。 ⑧一 粉质黏 土： 灰黄 色 、 褐 黄色夹少 量蓝灰 色 ， 湿， 可塑 ， 局 部 软 塑 。顶 埋 深 １ ６ ． １ ０～１ ８ ． １ ５ ｍ， 底 标 高
一 水利建设与管理 ２ ０ １ ３ 年・ 第 ２ 期
连云港海边滩涂软淤地基中挡潮 闸混凝土 裂缝 产生 的原 因 、 处理及预防措施
陈 勇 孙益松
（ 淮安 市水利勘 测设 计研 究院 有 限公 司 ２ ２ ３ ０ ０ ５ ）
【 摘 要】 连云港海边挡潮 闸为４ 孔， 每孔净宽 １ ０ １ ｎ ， 设 计流量 ４ ６ ２ ｍ ／ ｓ ， 底板 面高程 一 ２ ． ０ ｍ， 底板 厚度 １ ． ５ ｎ ， 闸顶
不同成因软土工程地质特性研究——以连云港、南京、吴江、盱眙等
我 国东部 沿 海 地 区特 别 是 长 江 下 游 地 区广 泛 分布 着新 近沉 积 的不 同成 因类 型 的软 土 。这些 软土 颗粒 细 、 粘土 矿 物含量 高 ， 结 构松散 。其 工 程性 质表 现为 含水 量 高 、 压缩性大 、 强度低 、 透水 性 差 等特 点 （ 邓永 峰 等 ， ２ ０ ０ ５ ； 郑军等， ２ ０ ０ ６ ， ２ ０ ０ ８ ； 徐珊等 ， ２ ０ ０ ８ ； 阎长 虹 等 ， ２ ０ ０ ７ ） 。近年 来 ， 随 着 我 国经 济 建 设 的快
显不 足 ， 同时也 缺乏 对 软 土 物 理 力 学 性 质 指 标 之 间
内在 联 系 的系统认 识 。
１ 软土成 因类型及分布特征
江苏省位于 中国东部沿海地区， 整体上地形表
现为西高东低 ， 少量低山丘陵和岗地 ， 整体相对较为 平坦 ， 河 流湖泊密布。由于区内许多地方地势较 为 低洼 ， 所 以分 布有新 近沉 积 的多种 类 型 的软土 ， 主要
一
坚硬 等 。对于 软土 中粘 土矿 物含 量 的测定 多采 用土 工试验 规 程粒 度 分 析 法 ， 近年来 ， 笔 者 等 采 用 ｘ 射 线 衍射 法对 多种 软 土 的矿 物 成 分含 量 进 行 测 定 ， 并
工 程 事故 （ 许 宝 田等 ， ０ ０ ２ ； 刘 军熙 ， ２ ０ ０ ５ ； 简 文彬 等 ，
注： 本 文为教育部博士点基金项 目（ 编号 ２ ０ １ ３ ０ ０ ９ １ １ １ ０ ０ ２ ０ ） 和江苏科技厅社会发展支撑项 目（ 编号Ｂ Ｅ ２ ０ １ １ ７ ７ ２ ） 的成果。
连云港地区粉喷桩在软土地基加固中的应用
连云港地区粉喷桩在软土地基加固中的应用[摘要]随着临港工业园区建设的大力推进，向沿海城区发展已成为必然，在软土地基上建筑也越来越多，软土具有不良工程特性，如何加固处理软土地基已成为广大工程建设者必须面对的问题。
通过结合区域地质条件，联系工程应用实例，分析了粉喷桩在连云港地区软土地基加固中的应用以及存在的局限性。
[关键词]软土地区粉喷桩应用实例1粉喷桩的加固原理软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载能力低和抗剪强度很低的呈软塑～流塑状态的粘性土。
深层喷粉搅拌法，是以生石灰或水泥作为固化剂，用压缩空气通过喷粉搅拌机将其喷人周围软土，再通过搅拌叶片旋转搅拌使灰土混合，经过一系列的物理化学反应，形成有一定整体性、水稳性和一定强度的桩体，通常称之为粉喷桩。
用水泥与软土搅拌混合加固，是水、水泥与粘土间物理化学反应的过程，水泥土的强度与水泥的化学成分及水泥的掺人量有关。
在连云港地区矿渣硅酸盐水泥因其活性高，其加固效果优于其它品种而得到广泛应用。
2粉喷桩在连云港地区的应用2.1粉喷桩应用现状水泥土搅拌法适用处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。
本市滨海相软土主要是指广泛分布的淤泥、淤泥质土，表层为厚度1-2米的粘性土，即所谓“硬壳层”，其下即为软土层，厚度多在6米～12米之间，淤泥层中局部夹粉、细砂透镜体。
软土层具有高含水量、大孔隙比、高压缩性以及高灵敏度等特点，软土层下即为第四纪粘性土层。
经过现场质量检验，实践证明水泥土搅拌法用于处理我市软土地基是可行的。
但是，通过现场检测发现连云港地区水泥土搅拌桩的加固效果不如常州等苏南地区，这是因为常州地区由于长江水流的水动力条件作用下，主要形成一种海陆交互相的土层（主要为粉土、粉细砂以及少量的软粘土与粉细砂互层），该区的沉积来源主要为长江水流所携带的物质。
而连云港地区是在一种相对静止的海水中沉积形成，沉积物来源主要是海洋中的细土颗粒，因而在浅层形成一层淤泥质软土层，其粘粒含量很高。
连云港海相沉积软土的工程特性
ＧＥＯ ＴＥＣＨＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧ Ｉ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＥＬＤ ＶＯＬ５ Ｎｏ ７ ＦＩ
另 外 ， 字 板 剪 切 试 验 结 果 表 明 ， 泥 抗 剪 强 十 淤 度 随 深 度增 长 ， 者 的关 系式 可 以表 示 为 下式 ： 二
Ｃ ＝４． ５７＋ １ ０８ ｈ， ＝０． ． ８ｌ。
１ 软 土 的 微 观 结 构 特 征
根据《 软土地区工程质勘察规范》 Ｊ Ｊ３— １ （Ｇ ８ ９ ）
分 区标 准 ， 云 港地 区位 于 Ｉ区和 Ⅱ区 的分 界 线 ， 连 软 土成 因 以海 相沉 积 为 主 ， 积 年 代 短 ， 下 水 位 浅 ， 沉 地
软 土 长期 处 于 饱 水 状 态 。该 区软 土 以 灰 色 为 主 ， 有 腥臭味 ， 中间夹 极 薄 的粉 细 砂层 ， 一般 呈 流 塑状 态 。 室 内分 析 结果 表 明 ， 泥 和 淤 泥 质 粘 土 粘 粒 含 淤 量 （＜ ． ０ ｍ） ６ ％ 一８ ． ％ 之 间 ， 粒 含 量 ００５ｍ 在 ６ ７９ 胶
故 淤 泥 与淤 泥 质粘 土 塑 性指 数 与 液 限 的直 线 回
归也 是 明 显 的 。
由于 软 土富 含 粘 粒 及 有 机 质 ， 间 连 结 为 结 合 粒 水连 结 ， 结 构 未 破 坏 时外 观 无 流 动 现 象 。用 无 侧 在 限抗 压 强度 试 验 求 得 的 淤 泥 灵 敏 度 为 １ ９ ５ ８ ， ． ３～ ． ６ 平均 值 ３ ３； 泥质 粘 土 灵敏 度 为 １０ ． 淤 ．４～３ ０ ， 均 ．２ 平 值 ２ １ 均 为 中等 灵 敏性 。具有 触 变 流 变性 。 ．，
合 开 山 过程 进 行 大 面积 填 方 ， 回填 厚 度 达 ９～１ Ｉ ０Ｉ ， Ｔ
真空预压对连云港徐圩地区软土地基处理效果评价
真空预压对连云港徐圩地区软土地基处理效果评价发布时间：2021-05-17T10:54:25.900Z 来源：《基层建设》2021年第2期作者：曹琦[导读] 摘要：连云港徐圩地区广泛分布的厚层软土性质极差，真空预压作为处理软土地基比较成熟的方法，工程应用中更多关注的是处理效果是否能够满足设计要求。
中蓝连海设计研究院有限公司江苏连云港 222004摘要：连云港徐圩地区广泛分布的厚层软土性质极差，真空预压作为处理软土地基比较成熟的方法，工程应用中更多关注的是处理效果是否能够满足设计要求。
本文通过徐圩新区某工程真空预压处理前后，软土的土工试验、十字板剪切试验和静力触探试验数据的对比分析，综合评价地基处理效果。
关键词：软土地基；真空预压；土工试验；十字板剪切；静力触探；对比评价 1引言徐圩地区临近黄海，全新世（Q4）广泛沉积了一套灰~灰绿色流塑淤泥及淤泥质黏土组成的海相沉积地层，沉积相相对单一，上覆表壳层为黏性土，厚度约为3m，下伏软土厚度为8—16m。
徐圩地区软土为具有高含水率、高孔隙比、低渗透性、高压缩性、低强度，具触变性和流变性的流塑状的淤泥。
随着国家七大石化产业基地之一的连云港石化产业基地大开展规模的工程建设，承载力低、力学性质差的深厚软土无法满足工程建设需要。
真空预压法广泛运用于软土地区的地基处理，在徐圩新区建设中也得到了广泛运用。
目前对真空预压处理效果的评价指标具有明显的地区差异性，本文通过对徐圩地区某工程真空预压前后相关软土试验数据的对比，对其地基处理效果进行了综合评价。
2真空预压法特点在众多软土地基处理方法中，真空预压法由于真空预压压力一次性施加极大缩短工期，经济造价低且节约了加载成本，环境污染小，无需大型设备、工艺简单、便于大面积施工，施工质量比较容易控制，安全性好，处理效果比较明显等特点得到了广泛的应用。
真空预压法最早由瑞典地质学家杰尔曼教授（Kjell-man）于1952年提出。
海相淤泥质土基坑支护工程方案优化及结构设计
海相淤泥质土基坑支护工程方案优化及结构设计摘要：近年来，随着社会及经济的不断发展，基坑工程越来越多，而沿海城市软土基坑支护成为一个系统性难题摆在我们面前。
本文以连云港宝通镍业的一个基坑为研究对象。
为了保证基坑周边建筑物，地下管线，道路的安全，因此需对其进行稳定性分析，并进行支护设计，使其达到稳定。
本工程场地原为晒盐场，基坑周侧及基底均为较软弱的淤泥质土层，地下水位高，对基坑开挖不利。
根据本工程的实际情况，设计采用钻孔灌注桩＋深层搅拌桩作为挡土止水结构。
地下水控制采用止、降结合的方法，沿基坑周围设置止水帷幕，通过对基坑的支护设计以及稳定性验算，最终使该基坑达到稳定。
关键词：基坑；支护设计；钻孔灌注桩；降水处理中图分类号:TV551.4 文献标识码：A1 前言在软土地区基坑工程中，如何保证基坑的稳定性、控制基坑支护的变形、减少对周围环境的影响，已经成为基坑工程设计和施工的重点[1]。
软土基坑土体具有高压缩性、高含水量、高触变性、高灵敏性、低渗透性等显著特点。
当软土地基受振动荷载后，易产生侧向滑动、沉降及沿基础底面向两侧挤出。
由于其高流变性，场地内软土在排水固结之外，在剪应力作用下，将发生缓慢而长期的剪切变形。
软土的高压缩性和低强度性，使其在上覆土体的自重应力下就容易向基坑内挤出，从而不利于基坑的稳定性。
2工程概况2.1工程简介拟建水池水泵房基坑位于江苏宝通镍业有限公司烧结车间内，该场地位于江苏省连云港市徐圩镇内，海堤路南侧，严二圩西北侧，木船大队东北侧，场地原为晒盐场。
本工程拟建的烧结车间包括4.5m×21.5m的原料上料仓、5.0m×5.0m 及5.0m×10.0m的落地站、20.5m×13.0m的水池水泵房，均埋设于地下，最大开挖深度约5.0m。
拟建场地北侧和西侧紧邻道路，北侧道路的北边是破碎室，西侧道路的西边是尾部除尘器和混合室，场地东侧为一高105.0m底口直径3.0m，顶口直径2.0m的烟囱和风机房，场地南侧是中转站和分部除尘器由于场地上部存在厚度达15m左右的淤泥质软土，由于其高触变性，当软土地基受振动荷载后，易产生侧向滑动、沉降及沿基础底面向两侧挤出等现象，对基坑开挖及水池水泵房的施工过程有不利影响，所以有必要对此基坑进行支护设计，以保证水池水泵房的安全施工。
连云港软土蠕变特性及其工程应用_于新豹
摘 要 ： 为了研究软土的蠕变固结特性，进行了一维的固结蠕变压缩试验。得到了连云港软土的蠕变特性。以参数 Cα/∆e100 分析了次固结对固结过程的影响。把饱和粘性土骨架视为粘弹性体，提出了一种划分主次固结的方法，并且，此方 法可以应用于实测资料进行主次固结划分。 关 键 词： 软土；蠕变；主固结；次固结；粘弹性体 中图分类号： TU 411 文献标识码： A
1004
岩
土
力
学
2003 年
较多；在 10 m 深度下，当应力低于 800 kPa ，次固 结系数变化不大，当应力为 1 000 kPa 时，Cα值突 然增大。
Abstract: In order to study the creep properties of soft soil, a 1-D consolidation–creep test has been completed. The creep properties are summed up from the test results. The effect of the secondary consolidation on the consolidation process is analyzed by the parameter Cα/Δe100 Taking the saturated soft clay as viscoelastic body, a new method of separation of the secondary consolidation and primary consolidation is proposed. The method can also be used by the data collected at the field. Some interesting conclusions concerning the effect of secondary consolidation are drawn from the test results. Key words: soft soil; creep; primary consolidation; secondary consolidation; viscoelastic body
连云港海相软土特性研究
连云港海相软土特性研究章定文;刘松玉;于新豹【摘要】基于在连云港地区收集到的大量软土土样的试验结果,对连云港海相软土的基本物理力学性质指标进行了统计与分析,得到了其主要物理力学性质指标之间的相关关系.并根据室内试验结果,分析了连云港海相软土的强度特征、固结变形特征和蠕变特征.【期刊名称】《土木工程与管理学报》【年(卷),期】2003(020)004【总页数】4页(P71-74)【关键词】海相软土;回归分析;抗剪强度;固结变形;蠕变【作者】章定文;刘松玉;于新豹【作者单位】东南大学,交通学院,江苏,南京,210096;东南大学,交通学院,江苏,南京,210096;东南大学,交通学院,江苏,南京,210096【正文语种】中文【中图分类】TU447近年来，随着软土建设的迅速发展，饱和软粘土物理力学特性的研究受到了极大重视.目前国内一些地区已对软土工程特性进行了系统分析研究[1～3]，作者基于连云港地区历年来多项工程的试验资料，系统分析了连云港海相软土的基本物理力学性质指标分布特征，总结了该地区海相软土主要物理力学性质指标之间的相关关系，这些相关关系式可以用于软土力学性质指标的估算，对工程应用有较大的实际意义.1 基本物理力学性质分析1.1 成因及分布规律[4,5]连云港地区位于鲁中南丘陵与淮北平原结合部，整个地势自西北向东南倾斜，平均海拔高度1～4 m，密布大中小河流和渠道.在地质历史中广泛沉积了一套灰～灰绿色流塑淤泥及淤泥质粘土的软土，随第四纪新构造运动、河流作用及海侵地质作用形成了一套广泛分布的典型的以海积作用为主，以冲海积、残坡积为辅的软土层(图1).冲海积软土层，多见有粉土、粉砂薄层，具(水平交错)不规则交错层理，呈山楂薄饼状，同时夹层见有典型冲积形成的褐色粘土薄层，粘粒含量中等；海积软土呈灰～灰绿色，见有少量不规则交错层理，粘粒(<0.005 mm)含量较高，超过60%.图1 连云港软土典型工程地质纵断面示意1.2 基本物理力学性质指标统计表1列出了连云港海相软土的主要物理力学性质指标.由表1可知：a. 连云港海相软土具有高含水量、高液限、低密度、低强度、高压缩性及高等灵敏度等特点.因此连云港海相软土的压缩沉降量大，排水固结缓慢，地基稳定性差.b. 各指标变异系数都不随统计单元变化，而是随着指标类型不同，有所差异.含水量、孔隙比的变异系数一般在20%左右，压缩指标及剪切指标的变异系数一般在30%～40%左右，固结系数的变异系数达到90%，变异系数较大时对指标的取值已有一定的影响.1.3 指标间的相关关系实际工程中经常建立土体物理力学性质指标之间的相互关系式，从而根据容易测定的物理性质指标估算难以准确测定的力学性质指标.因此，可以用数理统计的方法建立软土主要物理力学性质指标之间的相关关系，供工程应用参考.采用一元线性回归方法，对连云港海相软土的主要物理力学性质指标之间的相关关系进行统计分析，回归结果见表2.表3[6～10]列出了我国部分地区软土物理力学性质指标的回归关系.由表2和表3可知：a.天然含水量w与孔隙比e、湿密度ρ、粘聚力ccq、摩擦角φcq和压缩系数a1-2都具有良好的相关性，因此可以用天然含水量w估算软土的其它物理力学性质指标.表1 连云港海相软土的物理力学性质指标统计项目含水量/%孔隙比饱和度/%液限/%塑限/%塑性指数液性指数固结系数压缩系数/MPa-1粘聚力/kPa摩擦角/°平均值58.71.59898.849.3625.3823.981.4170.5841.33910.254.95最大值87.42.17310066.734.733.52.362.2342.88188最小值37.11.0419528.418.99.51.010.10.402.71.4标准差10.60.2501.1698.7213.6085.6070.2780.5240.5043.5251.485变异系数/%18.115.651.1817.6614.2223.3819.6289.6737.6337.3830.04统计个数9797979797979781976868注：固结系数单位为10-3cm2/s．表2 连云港海相软土物理力学指标的统计关系因变量自变量样本容量回归方程相关指数Rew97e=2.65w+0.0890.99ρw97ρ=-0.7w+2.070.97ccqw68ccq=-32.8w+29.60.94φcqw68φcq=-12.34w+12.20.89a1-2w97a1-2=4.24w-1.1560.91IpWL97Ip=0.62(wL-10.7)0.96注：w的范围为35%≤w≤90%;ccq单位为kPa；a1-2单位为MPa-1.表3 国内部分地区软土物理力学性质指标的统计关系[6～10]回归方程统计地区回归方程统计地区e=2.73w+0.027现代黄河水下三角洲Ip=0.78(wL-18.2)上海e=2.74w-0.013厦门港湾Ip=0.68(wL-12.5)天津e～we=2.65w-0.068浙江沿海Ip=0.55(wL-10.9)福建e=2.40w-0.160汕头市区Ip=0.56(wL-8.1)广东沿海a1-2=3.36w-0.7湖北仙桃Ip～wLIp=0.59(wL-11.0)浙江沿海a1-2～wa1-2=4.31w-1.006浙江沿海Ip=0.61(wL-12.6)珠江三角洲a1-2=3.62w-0.808汕头市区a1-2=2.71w-0.381珠江三角洲b.孔隙比e与天然含水量w的回归关系、压缩系数a1-2与天然含水量w的回归关系，都具有极大的相似性，反映了软土的这几项基本物理性质指标具有明显关系.c.塑性指数与液限的回归方程为Ip=0．62(wL-10．7)，结合其它各地的塑性图可见，不同地区土性有一定的差异性.这些塑性图和《公路土工试验规程》[11]中的塑性图(Ip=0．73(wL-20))又有所区别，这表明不同地区软土的实际塑性图并非完全相同，存在一定差异，因此进行土的分类时应考虑土体的区域性.2 力学特性2.1 抗剪强度特征室内试验采用直剪快剪、固结快剪、三轴UU和CU试验、无侧限抗压强度试验等方法，野外现场采用十字板剪切试验、静力触探(CPT)试验等方法，取得了较为全面的抗剪强度指标.室内外试验结果表明：连云港海相软土的抗剪强度指标在浅部(<3 m)比较离散，大于3 m后指标变化规律性明显，静力触探(CPT)、十字板、无侧限抗压强度试验确定的力学指标明显随深度增加而增加，线性关系显著.十字板抗剪强度cu随深度h的回归方程为cu=1.571h+5.50，h>3.0 m.(1)2.2 固结变形特征连云港海相软土为第四纪沉积物，沉积年代较短，固结程度低，淤泥及淤泥质粘土呈絮状结构，具有较大的孔隙，因而压缩性大，渗透系数较小，并且具有一定的流变性.由不同深度海相软土的典型压缩模量与竖直压力关系曲线(图2)可见：压缩模量Es随应力水平的增大而增大，并且基本呈线性增长，曲线的斜率较大.在低应力水平下，土的压缩模量很小，随着应力水平的增加，模量增加很快.这表明连云港软土的具有很低的承载力，但是经过预压之后，其承载能力能够获得较大的提高.各深度的压缩模量与压力关系曲线基本重合，表明其变形特性的相似性质.图2 压缩模量Es与竖直压力关系固结系数与荷载的关系见图3，固结系数随荷载的增大而减小，反映出土体在高应力水平下，土的孔隙比减少、渗透性变弱，固结速度将会变慢.软土层的这一变形特性，对于地基的沉降分析预测具有重要意义.图3 固结系数Cv与竖直压力关系2.3 蠕变特征通过海相软土的室内多级加荷一维固结蠕变试验，得出了不同应力条件下的软土随时间的变形发展规律，求出各种蠕变参数来评价连云港软土的蠕变特性.这为模拟连云港海相软土在多级堆载预压下的变形规律，正确地预测地基沉降随时间的变化规律提供了科学的依据.由等时曲线(图4)和不同深度土样的应变和曲线(图5，6)，可以分析得到如下特性. 图4 不同时刻的应力应变关系图5 100 kPa下轴向应变与时间曲线图6 600 kPa下轴向应变与时间曲线a.不同时刻的应力-应变曲线是不同的，而且一般均不是直线，为一簇曲线，说明蠕变是非线性的，与时间相关，且不可逆.b.应力-应变等时曲线有一明显拐点式转折点，可以认为与此转折点相对应的应力水平即为屈服应力.当应力水平小于此屈服应力时，土体为粘弹性体，处于弹性流变阶段；大于屈服应力时，为粘塑性体，处于塑性流变阶段；土体粘弹性阶段近似是线性的，且时间较短，较快就进入粘塑性阶段，从各图可见，粘弹性应变和粘塑性应变约各占总应变一半，应力水平较低时，粘弹性应变所占比例更大.c.当应力水平较低时，蠕变是衰减稳定的，最终的变形是一常数.在这种情况下，蠕变变形较小，而且较快能达到稳定值.当应力水平较大时，蠕变成为非稳定的等速蠕变.软土次固结系数的准确测定是一项费时费力的工作，因此，用其它易于测定的量来估算次固结系数的大小是一项有实际意义的课题.一些学者常根据压缩系数来估算次固结系数.连云港海相软土次固结系数与压缩系数的比值为0.018，这比国内外的一些统计结果稍小.Mesri[12]和Leroueil[13]推荐许多种类的土的比值的取值范围在0.02～0.07之间.3 结论a.连云港海相软土的主要类型为淤泥和淤泥质土，具有高含水量、高液限、高孔隙率、低强度及高压缩性等特点.b.主要物理力学性质指标具有较好的线性相关性，这些回归方程可用于连云港地区软土力学性质指标的预测和估算，对工程应用有较大的实际意义.c.连云港海相软土力学性质指标明显随深度增加而增加，线性关系显著.d.Es随应力水平增大而增大，并基本呈线性增长，曲线的斜率较大.并且各深度土体的压缩模量与压力关系曲线基本重合，表明其变形特性相似.主固结系数随荷载的增大而减小.e.粘弹性应变和粘塑性应变约各占总应变一半，蠕变非线性，与时间相关，且不可逆.应力水平较低时，蠕变是衰减稳定的，最终的变形是常数，蠕变变形较小，而且能较快达到稳定值.应力水平较大时，蠕变成为非稳定的等速蠕变.参考文献[1] 孙更生，郑大同．软土地基与地下工程[M]．北京：中国建筑工业出版社，1989.[2] 候钊，等．天津软土地基[M]．天津：天津科学技术出版社，1987.[3] 陈晓平，黄国怡，梁志松．珠江三角洲软土特性研究[J]．岩石力学与工程学报，2003，22(1)：137-141.[4] 东南大学岩土工程研究所．连徐高速公路连云港A1～A7标段软土地基加固设计与施工评价研究报告[R]．南京：东南大学，2001.[5] 东南大学岩土工程研究所．连盐高速公路软土地基处理设计方案评估报告[R]．南京：东南大学，2003.[6] 冯秀丽，等．现代黄河水下三角洲沉积物工程地质特性[J]．青岛海洋大学学报，1994，24(增刊)：36-41.[7] 王海鹏，陈峰．厦门海湾软土的工程地质特性的研究[J]．台湾海峡，1998，17(3)：235-242.[8] 梁国钱，等．浙江沿海地区软土工程特性[J]．中国矿业大学学报，2002，31(5)：435-441.[9] 陈慕杰．汕头市区软土的工程地质特性[J]．桂林工学院学报，1998，18(3)：261-265.[10] 白冰，肖宏彬．软土工程若干理论与应用[M]．北京：中国水利水电出版社，2002.[11] JTJ 051-93，公路土工试验规程[S]．[12] Mesri G, Castro A. Cα/Cc concept and K0 during secondary compression[J]. Journal of Geotechnical Engineering Division, ASCE, 1987, 113:230-247.[13] Leroueil S, et al. Embankment on soft clays[M]. England: Ellis Horwood, 1990.。
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1004-9665P2003P11(03)-0250-08Jour nal of Engineer ing Geology工程地质学报连云港海相软土工程特性及处治方法探讨*章定文刘松玉于新豹(东南大学岩土工程研究所南京210096)摘要根据连云港地区历年来多项工程的地质资料,并与我国部分沿海地区软土进行对比,系统分析了连云港海相软土的基本物理力学性质指标统计特征,特别是抗剪强度特性、固结变形特性和蠕变特性,并总结了该地区海相软土主要物理力学性质指标之间的相关关系,最后介绍了适合于海相软土的地基处理措施。
关键词土力学海相软土抗剪强度固结变形蠕变回归分析地基处理中图分类号:T U447文献标识码:ADISCUS SION ON THE ENGINEERING CHARACTERISTICS OF MARINE SO FT SOIL AND METHOD FOR ITS TREATMENT IN LIANYUNGANGZHANG Dingwen LIU Songyu YU Xingbao(I nstitute of Geotechnical Engineer ing,Southeast Univ ersity,N anj ing210096China)Abstract From the engineering-g eological data of m arine soft soil in Lianyung ang,statistical characteristics of physical and mechanical indexes of m arine soft soil in study region are analyzed system atically in comparison w ith physical and mechanical indexes of soft soil in other coastal regions of China,and then the characteristics of shear strength,consolidation deformation and creep of the marine soft soil are studied.The relationship betw een these index es are obtained by using linear regression analysis.Finally,some methods for treatment of the soil are put forward.Key words Soil mechanics,Jiangsu marine clay,Shear strength,Consolidation deformation,Creep,Regression analysis,Soil improvement1引言近年来,随着软土地基加固及开挖技术的迅速发展,饱和软粘土的物理力学特性的研究受到了极大的重视。
连云港地区广泛分布海相软土层,本文基于对连云港地区连徐高速公路、汾灌高速公路、连盐高速公路以及连云港市区历年来多项工程的地质资料,并与我国部分沿海地区软土进行对比,系统分析了连云港海相软土的基本物理力学性质指标分布特征,特别是抗剪强度特性、固结变形特性和蠕变特性,然后在此基础上采用线性回归分析方法,总结了该地区海相软土主要物理力学性质指标之间的相关关系,最后介绍了适合于海相软土的地基处理措施。
2连云港海相软土的工程性质特性2.1连云港海相软土成因及分布规律[1,2]连云港地区位于鲁中南丘陵与淮北平原的结合*收稿日期:2003-05-15;收到修改稿日期:2003-06-18.第一作者简介:章定文,男,硕士研究生,岩土工程专业,主要从事软基加固方面的研究.Email:dw zhang0123@部,整个地势自西北向东南倾斜,平均海拔高度1~4m,密布大中小河流和渠道。
在第四纪广泛沉积了一套以海积作用为主,以冲海积、残坡积为辅的灰~灰绿色流塑淤泥及淤泥质粘土(图1)。
冲海积软土层,多见有粉土、粉砂薄层,具(水平交错)不规则交错层理,呈薄饼状,同时夹层见有典型冲积形成的褐色粘土薄层,粘粒含量中等;海积软土呈灰)灰绿色,见有少量不规则交错层理,粘粒(<0.005mm )含量较高,超过60%。
图1 连云港软土典型工程地质纵断面示意图F ig.1 T ypical long itudinal engineering -g eological profileacross so ft so il layer in L ianyung ang2.2 连云港海相软土基本物理力学性质指标表1列出了连云港海相软土的主要物理力学性质指标,表2是我国部分沿海地区软土的物理力学性质指标[3~5],综合上述表中的统计成果,对连云港海相软土的工程特性有以下认识:(1)连云港海相软土具有高含水量、高液限、低密度、低强度、高压缩性、高灵敏度等特点。
特别是含水量(w =37.1%~87.4%)、孔隙比(e =1.041~ 2.173)、液限(w L =28.4%~66.7%)、压缩系数(a 1-2=0.4~ 2.88MPa -1)都比大部分沿海软土高,因此连云港海相软土的压缩沉降量大,排水固结缓慢,地基稳定性差。
(2)各个指标的变异系数都不随统计单元变化,而是随着指标类型不同,各类指标的变异系数有所差异。
含水量、孔隙比的变异系数一般在20%左右,压缩指标及剪切指标的变异系数一般在30%~40%左右,固结系数的变异系数达到90%,变异系数较大时对指标的取值已有一定的影响。
2.3 连云港海相软土抗剪强度特征室内外试验结果表明:连云港海相软土的抗剪强度指标在浅部(<3m )比较离散,大于3m 后指标变化规律性明显,静力触探(CPT )、十字板、无侧限抗压强度试验确定的力学指标明显随深度增加而增加,线性关系显著。
十字板抗剪强度随深度的回归方程为:c u = 1.571h + 5.50(kPa) (h > 3.0m)(1)表1连云港海相软土的物理力学性质指标T able 1Indices of physical and mechanical pro perties of mar ine soft soil in Lianyungang项目含水量P (%)孔隙比e饱和度P (%)液限P (%)塑限P (%)塑性指数液性指数固结系数10-3cm 2#s -1压缩系数P M Pa -1凝聚力(固快)P kPa 摩擦角(固快)P (b )平均值58.7 1.59898.849.3625.3823.98 1.4170.584 1.33910.25 4.95最大值87.4 2.17310066.734.733.5 2.36 2.234 2.88188最小值37.1 1.0419528.418.99.5 1.010.10.40 2.7 1.4标准差10.60.250 1.1698.721 3.608 5.6070.2780.5240.504 3.525 1.485变异系数P (%)18.115.65 1.1817.6614.2223.3819.6289.6737.6337.3830.04统计个数97979797979797819768682.4 连云港海相软土固结变形特征不同深度海相软土的压缩模量与压力关系曲线见图2。
可见:压缩模量E s 随应力水平的增大而增大,并且基本呈线性增长,曲线的斜率较大。
在低应力水平下,土的压缩模量很小,随着应力水平的增加,模量增加很快。
这表明连云港软土的具有很低的承载力,但是经过预压之后,其承载能力能够获得较大的提高。
从图2中还可以看出,各深度的压缩模量与压力关系曲线基本重合,表明其变形特性的相似性质。
固结系数与荷载的关系见图3,一般来说,固结系数随荷载的增大而减小,反映出土体在高应力水平下,土的孔隙比减少、渗透性变弱,固结速度将会251章定文等:连云港海相软土工程特性及处治方法探讨变慢。
软土层的这一变形特性,对于地基的沉降分析预测具有重要意义。
表2 我国部分沿海地区软土的物理力学性质指标[3~5]T able 2 I ndices of physical and mechanicalproperties of soft soil in some coastal regions of China地区土层埋深Pm 含水量P (%)重度P k N #m-3孔隙比饱和度P (%)液限P (%)塑限P (%)塑性指数渗透系数P cm #s-1压缩系数P M Pa-1凝聚力c P kPa 摩擦角P (b )天津7~143418.20.97953419171@10-70.513~142~7塘沽8~1717~24473917.718.11.311.0799964234201922152@10-70.970.65174上海 1.5~66~7375017.917.2 1.051.3797983443212313202@10-66@10-70.721.24651815杭州3~99~19473517.318.4 1.341.029799413322181915 1.301.17614宁波2~1212~28503817.018.6 1.421.0897943936222117153@10-87@10-80.950.72101舟山2~1417~32453617.518.0 1.321.0399973734192018147@10-63@10-71.100.65温州1~356316.2 1.7999532330 1.93512福州3~1919~25,1~3684215.017.1 1.871.1798955441252029218@10-85@10-72.030.701~1510~15广州0.5~107316.0 1.82994627193@10-61.18连云港1.7~1958.716.41.60994925241.3410*5**为固结快剪强度指标图2 压缩模糊量E s 与压力关系图F ig.2 M oeulus of compr esibility vs v er tical pressur e图3 固结系数C v 与竖直压力关系图Fig.3 Consolidat ion coefficient vs vertiacl pressure2.5 连云港海相软土蠕变特征通过海相软土的室内多级一维固结蠕变试验,得出了不同应力条件下的软土随时间的变形发展规律,求出各种蠕变参数,来评价连运港软土的蠕变特性。