确定大埋深下粗粒土变形模量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种确定大埋深下粗粒土变形模量的方法，特别是一种应用于水电工 程领域的确定大埋深下粗粒土变形模量的方法。
【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变 形模量。目前在大埋深下（埋深大于15m)粗粒土变形模量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 盖层变形模量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变形模量的 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变形模量的方法。
[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变形模量的方法，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 的变形模量；
[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变形模量进 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变形模量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变形模量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变形模量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变形模量与土体干密度的关系式；如果前述b步骤统计相关性分 析得出变形模量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变形模量与土 体平均粒径的关系式；经分析得出变形模量0. 003Pd12,其中变形模量^、土体干密度 Pd、土体平均粒径D5(l计量单位分别为MPa、g/cm3、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 变形模量。
[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。
[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变形模量的方法，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变形模量提供另一种途径，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变形模量 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 的变形模量；
[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变形模量进 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变形模量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变形模量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变形模量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变形模量与土体干密度的关系式；如果前述b步骤统计相关性分 析得出变形模量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变形模量与土 体平均粒径的关系式；经分析得出变形模量0. 003Pd12,其中变形模量^、土体干密度 Pd、土体平均粒径D5(l计量单位分别为MPa、g/cm3、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 变形模量。
[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￥ = 0.007乂+〇(1(|，计算获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：
[0026] 建立大渡河流域土体变形模量与其干密度、平均粒径实验数据表（见表1)，然 后分析其相关性（表2)，可知土体变形模量与其干密度相关系数达0. 758,相关性明显， 而与平均粒径相关系数仅为〇. 465,即相关性不明显，因此采用一元回归分析的方法统计 分析变形模量与土体干密度的经验关系。经统计分析得出变形模量的计算公式为：eq= 0. 003pd12,其中E。、pd、D5(i计量单位分别为MPa、g/cm 3、mm，其R2= 0. 676,相关性明显，标 准误差为1. 32MPa，
[0027] 表1粗粒土变形模量、干密度、平均粒径数据表
[0028]
[0029] 表2相关关系分析表
[0030]
[0031] 取钻孔岩蕊粒径平均{k确'大埋深下'粗粒±粒径￥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，Pd(l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，获取粗粒土变形模量。本申请采用的确定大埋深下 粗粒土变形模量的方法简便易行，为确定大埋深粗粒土变形模量提供另一种途径，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变形模量的方法，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变 形模量； 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变形模量进行统 计相关分析； c、 如果前述b步骤统计相关性分析得出变形模量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变形模量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变形模量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变形模量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 出变形模量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变形模量与土体平 均粒径的关系式；经分析得出变形模量E tl= 0. 003 Pd12,其中变形模量Etl、土体干密度Pd、 土体平均粒径D5tl计量单位分别为MPa、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变形 模量。2. 如权利要求1所述的确定大埋深下粗粒土变形模量的方法，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变形模量的方法，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变形模量的方法，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变形模量的方法，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变形模量的方法，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变形模量的方法，特别是一种应用于水电工程领域的确定大埋深下粗粒土变形模量的方法。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变形模量的方法，包括以下几个步骤：a、收集深厚覆盖层的原位力学试验值；b、将土体干密度、平均粒径与对应的变形模量进行统计相关分析；c、建立变形模量的关系式；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变形模量。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变形模量的经验公式，简便易行，适用于全新世正常固结大埋深粗粒土。
【IPC分类】G01N33/24
【公开号】CN104991048
【申请号】CN201510367141
【发明人】张世殊, 胡金山, 黄润太, 冉从彦, 石定国, 张安川, 冯建明, 刘永波, 王雪梅
【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21日
【申请日】2015年6月29日