确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法，特别是一种应用于水电工 程领域的确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法。
【背景技术】
[0002] 浅表粗粒土覆盖层可以通过竖井取样、现场原位试验等勘察方法查明其土体的内 摩擦角。目前在大埋深下（埋深大于15m)粗粒土内摩擦角确定依赖于钻孔取样及孔内原 位试验，钻孔取样受钻孔工艺影响与实际有一定的偏差，在大埋深情况下孔内原位试验值 与实际也会存在一定的偏差，有些孔内原位试验甚至超出适用范围。目前大埋深粗粒土覆 盖层内摩擦角确定均根据浅表相同级配土体辅以少量钻孔原位试验并根据工程地质类比 而得出，与实际存在一定的偏差，大部分比较保守，造成设计时偏保守。因此现有技术中还 没有一种可以根据一些易测定的粗粒土的参数快速准确确定大埋深下粗粒土内摩擦角的 方法。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种可以根据一些易测定的粗粒土的参数快 速准确确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法，包括 以下几个步骤：
[0005] a、收集深厚覆盖层的原位力学试验值，包括土体干密度、土体平均粒径以及对应 的内摩擦角；
[0006] b、将深厚覆盖层原位力学试验的土体干密度、平均粒径分别与对应的内摩擦角进 行统计相关分析；
[0007] c、如果前述b步骤统计相关性分析得出内摩擦角与土体干密度和土体平均粒径 为二元相关，则采用二元回归分析的方法建立内摩擦角与土体干密度和土体平均粒径的关 系式；如果前述b步骤统计相关性分析得出内摩擦角与土体干密度为一元相关，则采用一 元回归分析的方法建立内摩擦角与土体干密度的关系式；如果前述b步骤统计相关性分析 得出内摩擦角与土体平均粒径一元相关，则采用一元回归分析的方法建立内摩擦角与土体 平均粒径的关系式；经统计分析，内摩擦角与土体干密度和土体平均粒径为二元相关，采用 二元回归分析法得出内摩擦角的经验公式：Φ = 46. 4633P d+0. 1324D5Q - 74. 0573,其中内 摩擦角Φ、干密度Pd、平均粒径D5tl计量单位分别为°、g/cm 3、mm;
[0008] d、获取大埋深下土体干密度和土体平均粒径；
[0009] e、将d步骤中测定的土体干密度和土体平均粒径代入C步骤的关系式中计算得出 内摩擦角。
[0010] 进一步的是，在d步骤中以钻孔岩蕊粒径平均值作为大埋深下土体平均粒径。
[0011] 进一步的是，所述钻孔岩蕊的取样组数大于10组。
[0012] 进一步的是，在d步骤中采用公式Y = 0. 007X+P d(l，计算获得得大埋深下土体干 密度，其中Y为土体干密度，其中X为粗粒土埋深，P d〇为地表粗粒土干密度。
[0013] 进一步的是，采用灌水法或灌砂法获取所述的地表粗粒土干密度。
[0014] 进一步的是，采用灌砂法获取所述的地表粗粒土干密度。
[0015] 本发明有益效果是：本发明提供一种可以根据一些易测定的粗粒土的参数快速准 确确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法，适用于全新世正常固结大埋深粗粒土。该方法简 便易行，为确定大埋深粗粒土内摩擦角提供另一种途径，不需要大量原位试验，可以较大限 度节约工程造价。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明的流程图；
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0018] 如图1所示，为解决上述技术问题，本发明采用的确定大埋深下粗粒土内摩擦角 的方法，包括以下几个步骤：
[0019] a、收集深厚覆盖层的原位力学试验值，包括土体干密度、土体平均粒径以及对应 的内摩擦角；
[0020] b、将深厚覆盖层原位力学试验的土体干密度、平均粒径分别与对应的内摩擦角进 行统计相关分析；
[0021] c、如果前述b步骤统计相关性分析得出内摩擦角与土体干密度和土体平均粒径 为二元相关，则采用二元回归分析的方法建立内摩擦角与土体干密度和土体平均粒径的关 系式；如果前述b步骤统计相关性分析得出内摩擦角与土体干密度为一元相关，则采用一 元回归分析的方法建立内摩擦角与土体干密度的关系式；如果前述b步骤统计相关性分析 得出内摩擦角与土体平均粒径一元相关，则采用一元回归分析的方法建立内摩擦角与土体 平均粒径的关系式；经统计分析，内摩擦角与土体干密度和土体平均粒径为二元相关，采用 二元回归分析法得出内摩擦角的经验公式：Φ = 46. 4633P d+0. 1324D5Q - 74. 0573,其中内 摩擦角Φ、干密度Pd、平均粒径D5tl计量单位分别为°、g/cm 3、mm。
[0022] d、获取大埋深下土体干密度和土体平均粒径；
[0023] e、将d步骤中测定的土体干密度和土体平均粒径代入c步骤的关系式中计算得出 内摩擦角。
[0024] 在d步骤中以钻孔岩蕊粒径平均值作为大埋深下土体平均粒径。所述钻孔岩蕊的 取样组数大于10组。当钻孔岩蕊的取样组数大于10组时其平均粒径含量比较接近土体实 际，能够反映覆盖层的粒径组成情况，使钻孔岩蕊粒径平均值能更准确反映大埋深下粗粒 土粒径平均值。在d步骤中采用公式Y = 0. 007X+Pdtl，计算获得得大埋深下土体干密度， 其中Y为土体干密度，其中X为粗粒土埋深，P d(l为地表粗粒土干密度。采用灌水法或灌砂 法获取所述的地表粗粒土干密度也可以采用灌砂法获取所述的地表粗粒土干密度。
[0025] 实施例：根据粗粒土现场大剪试验内摩擦角、干密度、平均粒径试验数据（表1)， 进行相关及统计分析，可以看出内摩擦角（列1)与干密度（列2)、平均粒径（列3)相 关性明显（表2)，其相关系数分别为0.854、0. 74,可以利用这些数据进行统计分析。经 统计分析，采用二元回归分析法得出内摩擦角的经验公式：Φ = 46. 4633P d+0. 1324D5Q- 74. 0573,其中<Kpd、D5Q计量单位分别为。、g/cm3、mm。其标准误差为3. 4°、R2= 0. 794， 其相关性明显，可用于估算粗粒土内摩擦角。
[0026] 表1粗粒土现场大剪试验内摩擦角、干密度、平均粒径试验数据表
[0030] 取钻孔岩蕊粒径平均值确定大埋深下粗粒土粒径平均值。先采用常规方法如灌水 法或灌砂法获取地表粗粒土干密度，后采用Y = 0. 007X+p d(l计算得大埋深下粗粒土干密 度，其中Y为大埋深下干密度，X为粗粒土埋深，Pdtl为地表粗粒土干密度。将大埋深下土体 干密度、土体平均粒径代入经验公式，获取粗粒土内摩擦角。本申请采用的确定大埋深下粗 粒土内摩擦角的方法科学合理，简便易行，为确定大埋深粗粒土力学性能提供另一种途径， 不需要大量原位试验，可以较大限度节约工程造价。
【主权项】
1. 确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法，包括以下几个步骤： a、 收集深厚覆盖层的原位力学试验值，包括土体干密度、土体平均粒径以及对应的内 摩擦角； b、 将深厚覆盖层原位力学试验的土体干密度、平均粒径分别与对应的内摩擦角进行统 计相关分析； c、 如果前述b步骤统计相关性分析得出内摩擦角与土体干密度和土体平均粒径为二 元相关，则采用二元回归分析的方法建立内摩擦角与土体干密度和土体平均粒径的关系 式；如果前述b步骤统计相关性分析得出内摩擦角与土体干密度为一元相关，则采用一元 回归分析的方法建立内摩擦角与土体干密度的关系式；如果前述b步骤统计相关性分析得 出内摩擦角与土体平均粒径一元相关，则采用一元回归分析的方法建立内摩擦角与土体平 均粒径的关系式；经统计分析，内摩擦角与土体干密度和土体平均粒径为二元相关，采用二 元回归分析法得出内摩擦角的经验公式：= 46. 4633 P d+0. 1324D5Q - 74. 0573,其中内摩 擦角巾、干密度Pd、平均粒径D5tl计量单位分别为°、g/cm 3、mm; d、 获取大埋深下土体干密度和土体平均粒径； e、 将d步骤中测定的土体干密度和土体平均粒径代入c步骤的关系式中计算得出内摩 擦角。2. 如权利要求1所述的确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法，其特征在于：在d步骤 中以钻孔岩蕊粒径平均值作为大埋深下土体平均粒径。3. 如权利要求2所述的确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法，其特征在于：所述钻孔 岩蕊的取样组数大于10组。4. 如权利要求1所述的确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法，其特征在于：在d步骤 中采用公式Y = 0. 007X+P d(l，计算获得得大埋深下土体干密度，其中Y为土体干密度，其中 X为粗粒土埋深，P d(!为地表粗粒土干密度。5. 如权利要求4所述的确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法，其特征在于：采用灌水 法或灌砂法获取所述的地表粗粒土干密度。6. 如权利要求4所述的确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法，其特征在于：采用灌砂 法获取所述的地表粗粒土干密度。
【专利摘要】本发明涉及一种确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法，特别是一种应用于水电工程领域的确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法。本发明提供一种可以根据易测定的粗粒土的参数快速准确确定大埋深下粗粒土内摩擦角的方法，包括以下几个步骤：a、收集原位力学试验值；b、将土体干密度、平均粒径与对应的内摩擦角进行统计相关分析；c、建立内摩擦角的关系式；d、获取大埋深下土体干密度和土体平均粒径；e、将土体干密度和土体平均粒径代入关系式中得出内摩擦角。据大量的深厚覆盖层原位力学试验数据，通过相关性及统计分析，建立干密度、平均粒径与大埋深粗粒土内摩擦角、经验公式，方法科学合理，简便易行，适用于全新世正常固结大埋深粗粒土。
【IPC分类】E02D1/00
【公开号】CN104963328
【申请号】CN201510366786
【发明人】张世殊, 胡金山, 黄润太, 彭仕雄, 冉从彦, 张安川, 冯建明, 谢洪毅, 刘永波
【申请人】中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月29日