確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法，特別是一種應(yīng)用于水電工 程領(lǐng)域的確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 淺表粗粒土覆蓋層可以通過豎井取樣、現(xiàn)場原位試驗等勘察方法查明其土體的內(nèi) 摩擦角。目前在大埋深下（埋深大于15m)粗粒土內(nèi)摩擦角確定依賴于鉆孔取樣及孔內(nèi)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(nèi)原位試驗值 與實際也會存在一定的偏差，有些孔內(nèi)原位試驗甚至超出適用范圍。目前大埋深粗粒土覆 蓋層內(nèi)摩擦角確定均根據(jù)淺表相同級配土體輔以少量鉆孔原位試驗并根據(jù)工程地質(zhì)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(shè)計時偏保守。因此現(xiàn)有技術(shù)中還 沒有一種可以根據(jù)一些易測定的粗粒土的參數(shù)快速準(zhǔn)確確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的 方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以根據(jù)一些易測定的粗粒土的參數(shù)快 速準(zhǔn)確確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法，包括 以下幾個步驟：
[0005] a、收集深厚覆蓋層的原位力學(xué)試驗值，包括土體干密度、土體平均粒徑以及對應(yīng) 的內(nèi)摩擦角；
[0006] b、將深厚覆蓋層原位力學(xué)試驗的土體干密度、平均粒徑分別與對應(yīng)的內(nèi)摩擦角進 行統(tǒng)計相關(guān)分析；
[0007] c、如果前述b步驟統(tǒng)計相關(guān)性分析得出內(nèi)摩擦角與土體干密度和土體平均粒徑 為二元相關(guān)，則采用二元回歸分析的方法建立內(nèi)摩擦角與土體干密度和土體平均粒徑的關(guān) 系式；如果前述b步驟統(tǒng)計相關(guān)性分析得出內(nèi)摩擦角與土體干密度為一元相關(guān)，則采用一 元回歸分析的方法建立內(nèi)摩擦角與土體干密度的關(guān)系式；如果前述b步驟統(tǒng)計相關(guān)性分析 得出內(nèi)摩擦角與土體平均粒徑一元相關(guān)，則采用一元回歸分析的方法建立內(nèi)摩擦角與土體 平均粒徑的關(guān)系式；經(jīng)統(tǒng)計分析，內(nèi)摩擦角與土體干密度和土體平均粒徑為二元相關(guān)，采用 二元回歸分析法得出內(nèi)摩擦角的經(jīng)驗公式：Φ = 46. 4633P d+0. 1324D5Q - 74. 0573,其中內(nèi) 摩擦角Φ、干密度Pd、平均粒徑D5tl計量單位分別為°、g/cm 3、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(guān)系式中計算得出 內(nèi)摩擦角。
[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(shù)大于10組。
[0012] 進一步的是，在d步驟中采用公式Y(jié) = 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(fā)明有益效果是：本發(fā)明提供一種可以根據(jù)一些易測定的粗粒土的參數(shù)快速準(zhǔn) 確確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法，適用于全新世正常固結(jié)大埋深粗粒土。該方法簡 便易行，為確定大埋深粗粒土內(nèi)摩擦角提供另一種途徑，不需要大量原位試驗，可以較大限 度節(jié)約工程造價。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的流程圖；
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0018] 如圖1所示，為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角 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(xué)試驗值，包括土體干密度、土體平均粒徑以及對應(yīng) 的內(nèi)摩擦角；
[0020] b、將深厚覆蓋層原位力學(xué)試驗的土體干密度、平均粒徑分別與對應(yīng)的內(nèi)摩擦角進 行統(tǒng)計相關(guān)分析；
[0021] c、如果前述b步驟統(tǒng)計相關(guān)性分析得出內(nèi)摩擦角與土體干密度和土體平均粒徑 為二元相關(guān)，則采用二元回歸分析的方法建立內(nèi)摩擦角與土體干密度和土體平均粒徑的關(guān) 系式；如果前述b步驟統(tǒng)計相關(guān)性分析得出內(nèi)摩擦角與土體干密度為一元相關(guān)，則采用一 元回歸分析的方法建立內(nèi)摩擦角與土體干密度的關(guān)系式；如果前述b步驟統(tǒng)計相關(guān)性分析 得出內(nèi)摩擦角與土體平均粒徑一元相關(guān)，則采用一元回歸分析的方法建立內(nèi)摩擦角與土體 平均粒徑的關(guān)系式；經(jīng)統(tǒng)計分析，內(nèi)摩擦角與土體干密度和土體平均粒徑為二元相關(guān)，采用 二元回歸分析法得出內(nèi)摩擦角的經(jīng)驗公式：Φ = 46. 4633P d+0. 1324D5Q - 74. 0573,其中內(nèi) 摩擦角Φ、干密度Pd、平均粒徑D5tl計量單位分別為°、g/cm 3、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(guān)系式中計算得出 內(nèi)摩擦角。
[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(shù)大于10組。當(dāng)鉆孔巖蕊的取樣組數(shù)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(zhǔn)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(jié) = 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：根據(jù)粗粒土現(xiàn)場大剪試驗內(nèi)摩擦角、干密度、平均粒徑試驗數(shù)據(jù)（表1)， 進行相關(guān)及統(tǒng)計分析，可以看出內(nèi)摩擦角（列1)與干密度（列2)、平均粒徑（列3)相 關(guān)性明顯（表2)，其相關(guān)系數(shù)分別為0.854、0. 74,可以利用這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。經(jīng) 統(tǒng)計分析，采用二元回歸分析法得出內(nèi)摩擦角的經(jīng)驗公式：Φ = 46. 4633P d+0. 1324D5Q- 74. 0573,其中<Kpd、D5Q計量單位分別為。、g/cm3、mm。其標(biāo)準(zhǔn)誤差為3. 4°、R2= 0. 794， 其相關(guān)性明顯，可用于估算粗粒土內(nèi)摩擦角。
[0026] 表1粗粒土現(xiàn)場大剪試驗內(nèi)摩擦角、干密度、平均粒徑試驗數(shù)據(jù)表
[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(guī)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(jīng)驗公式，獲取粗粒土內(nèi)摩擦角。本申請采用的確定大埋深下粗 粒土內(nèi)摩擦角的方法科學(xué)合理，簡便易行，為確定大埋深粗粒土力學(xué)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(jié)約工程造價。
【主權(quán)項】
1. 確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法，包括以下幾個步驟： a、 收集深厚覆蓋層的原位力學(xué)試驗值，包括土體干密度、土體平均粒徑以及對應(yīng)的內(nèi) 摩擦角； b、 將深厚覆蓋層原位力學(xué)試驗的土體干密度、平均粒徑分別與對應(yīng)的內(nèi)摩擦角進行統(tǒng) 計相關(guān)分析； c、 如果前述b步驟統(tǒng)計相關(guān)性分析得出內(nèi)摩擦角與土體干密度和土體平均粒徑為二 元相關(guān)，則采用二元回歸分析的方法建立內(nèi)摩擦角與土體干密度和土體平均粒徑的關(guān)系 式；如果前述b步驟統(tǒng)計相關(guān)性分析得出內(nèi)摩擦角與土體干密度為一元相關(guān)，則采用一元 回歸分析的方法建立內(nèi)摩擦角與土體干密度的關(guān)系式；如果前述b步驟統(tǒng)計相關(guān)性分析得 出內(nèi)摩擦角與土體平均粒徑一元相關(guān)，則采用一元回歸分析的方法建立內(nèi)摩擦角與土體平 均粒徑的關(guān)系式；經(jīng)統(tǒng)計分析，內(nèi)摩擦角與土體干密度和土體平均粒徑為二元相關(guān)，采用二 元回歸分析法得出內(nèi)摩擦角的經(jīng)驗公式：= 46. 4633 P d+0. 1324D5Q - 74. 0573,其中內(nèi)摩 擦角巾、干密度Pd、平均粒徑D5tl計量單位分別為°、g/cm 3、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(guān)系式中計算得出內(nèi)摩 擦角。2. 如權(quán)利要求1所述的確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法，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(quán)利要求2所述的確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法，其特征在于：所述鉆孔 巖蕊的取樣組數(shù)大于10組。4. 如權(quán)利要求1所述的確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法，其特征在于：在d步驟 中采用公式Y(jié) = 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(!為地表粗粒土干密度。5. 如權(quán)利要求4所述的確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法，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(quán)利要求4所述的確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法，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(fā)明涉及一種確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法，特別是一種應(yīng)用于水電工程領(lǐng)域的確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法。本發(fā)明提供一種可以根據(jù)易測定的粗粒土的參數(shù)快速準(zhǔn)確確定大埋深下粗粒土內(nèi)摩擦角的方法，包括以下幾個步驟：a、收集原位力學(xué)試驗值；b、將土體干密度、平均粒徑與對應(yīng)的內(nèi)摩擦角進行統(tǒng)計相關(guān)分析；c、建立內(nèi)摩擦角的關(guān)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(guān)系式中得出內(nèi)摩擦角。據(jù)大量的深厚覆蓋層原位力學(xué)試驗數(shù)據(jù)，通過相關(guān)性及統(tǒng)計分析，建立干密度、平均粒徑與大埋深粗粒土內(nèi)摩擦角、經(jīng)驗公式，方法科學(xué)合理，簡便易行，適用于全新世正常固結(jié)大埋深粗粒土。
【IPC分類】E02D1/00
【公開號】CN104963328
【申請?zhí)枴緾N201510366786
【發(fā)明人】張世殊, 胡金山, 黃潤太, 彭仕雄, 冉從彥, 張安川, 馮建明, 謝洪毅, 劉永波
【申請人】中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月29日