新余城区主要岩土层参数及承载性状研究

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论文字数:55655 论文编号:sb2021042210493635249 日期:2021-05-04 来源:硕博论文网
笔者认为对于合理选取地基基础类型,既要保证拟建建筑物的变形在规范的范围内,又要避免因设计保守造成建设成本过高,正确运用岩土层参数显得极为重要。根据本文的研究内容,现提出以下几点初步建议:1、对新余城区粉质黏土各参数的分布类型拟合,经典概率分布模型精度一般,在今后的研究中可以利用正态信息扩散法等提供更加精准的分析。2、建筑物为乙、丙级且拟采用浅基础以粉质黏土层作为基础持力层时,当勘察报告提供或现场轻型动力触探检测出的承载力特征值小于设计值在25%以内时,可用浅层平板载载荷试验进一步确定该土层的承载力特征值。

第 1 章 概述

1.1 研究目的和意义
随着我国现代化进程的快速发展,越来越多的农村人口进城就业和居住,势必造成城市人口急剧增长,城市用地日趋紧张。为了满足城市的发展和人民对美好生活的向往,我国的各个城市的建筑都在向高层或超高层发展。研究各地地层参数特点,统计分析各地岩土试验参数,总结出地区经验,对于设计人员科学选取建筑物的基础类型,达到经济合理的设计意图,具有非常重要的意义。
岩土参数是岩土工程设计的基础。岩土工程评价是否符合客观实际,岩土工程设计是否可靠,很大程度上取决于参数选取的合理性。因此,要求所选用的岩土参数必须能够正确地反映岩土体在规定条件下的性状,能比较真实地估计参数真值所在的区间,从而能够满足岩土工程设计计算的精度要求。
岩土参数统计分析也是非常重要的,要想了解岩土参数,就要从各个方面分析数据,得到有用的信息。由于自然界中的岩土体成生条件和所处环境的不同,导致岩土体的性质具有明显的非均一性和各向异性。不同工程地质单元体的岩土参数具有较大的变异性,是一个随机变量。而对于同一工程地质单元体来说,其值域的分布具有相同或相似的规律,可以用数理统计的方法进行分析与处理。
在工程实践中,各个岩土参数之间的相关性影响着工程设计参数的取值。通过查阅资料,发现前人针对各自区域对岩土参数的相关性做了大量的研究工作,取得了可靠的经验及规律。在江西省的南昌、九江等一些地市,也有人利用工程地质勘察资料中的岩土参数进行了统计分析和研究,得出了各个岩土参数之间的变化规律及一些经验公式。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 岩土工程参数的统计
长期以来,国内外岩土工作者针对各个地区的岩土工程试验参数进行了统计和分析研究,取得了许多重要的研究成果,为各地区的工程建设的基础设计施工提供了理论依据和实践经验。
目前国内外的岩土参数统计评价方法大部分基于随机场理论,1977 年Vanwarcke EH[1]建立的土体各向同性随机场模型,并提出“相关距离”的概念和计算方法,为岩土参数概率模型研究做出了开创性贡献。随机场模型的提出,完成了岩土参数“点特效”到空间特性的过渡。在随机场理论中,用相关距离将土性参数的变异系数和空间变异系数联系起来。
K.Onder,CemOza[2]等人利用贝叶斯极限状态模型以及似然函数估计对静力触探曲线等参数的变异性研究,对不同性质的土性进行分类。高大钊[3]指出凝聚力、内摩擦角指标取值及其离散性的评价对工程的安全和经济性有直接影响,通过直剪和三轴试验公式的推导计算凝聚力、内摩擦角值标准差。
左其亭[4]等提出数理统计理论应用于岩土参数的统计当中,在计算参数标准值时,当参数服从正态分布时,可以规范方法计算,当参数服从均匀分布时,可采用计算样本均值和修正方差来确定。
李小勇等人[5]提出岩土参数的概率统计分析可以通过岩土试验数据的可靠性检验、概率模型的有限比较法拟合优度检验和贝叶斯法来估计,并认为岩土参数具有区域性特征,可以分区域进行研究。
程桦、柳温忠[6]提出基于概率统计学和模糊数学,将岩石样本视为模糊随机样本,推导出了工程地质岩组中岩石常用力学参数样本值的均值、方差和两样本间的协方差的计算公式,为地下结构可靠度分析中的岩石样本性质参数统计提出了一种模糊—随机处理方式。
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第 2 章 新余城区岩土参数统计分析

2.1 新余城区几个典型工程项目概况及土层情况
(1)弗朗明戈住宅小区
新余立信·弗朗明戈二期地处新余市茶山西路的南面,布上西路的西面,竹山北路的东面,新纺路的北面,其南面与毓秀西大道遥相对应,其东面与新纺生活区相邻,北靠仰天岗山脚。场区四面均为主要干道,交通便利。场地总建筑占地面积约为 47415 平方米。
场地地层主要为素填土、耕植土、洪坡积层粉质黏土、碎石黏土、残积层粉质黏土、含砾粉质黏土及泥盆系、白垩系两套基岩,一为白垩系上统泥质粉砂岩,其二为泥盆系上统锡山组石英砂岩。该场地的岩土层地基设计参数建议值见表2.1。
表 2.1 岩土层天然地基设计参数建议值
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2.2 新余城区部分工程项目粉质黏土层岩土参数统计
2.2.1 岩土参数的统计内容
本文岩土参数统计内容如下:①粉质黏土的天然含水量 w、孔隙比 e、液限ωl、塑限 ωp、塑性指数 IP、液性指数 IL、压缩系数 αv、压缩模量 ES、粘聚力 c、内摩擦角 φ、标准贯入击数 N、地基承载力特征值 fk 等;②中风化泥质粉砂岩的抗压强度及承载力建议值。
岩土参数统计应按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009 年版)[21]第 14.2.2 条~第 14.2.5 条进行统计。
2.2.2 新余城区部分工程项目粉质黏土试验值统计
本文收集了新余城区部分工程项目的 551 个粉质黏土取样样本进行统计,各土工参数详见表 2.2 至表 2.21。
表 2.2 土物理力学指标统计表
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第 3 章 粉质黏土参数相关性分析..................................39
3.1 粉质黏土参数相关性分析..................................39
3.2 新余城区粉质黏土承载力研究.............................46
第 4 章 中风化泥质粉砂岩平板载荷试验分析................. 51
4.1 工程概况.................................. 51
4.2 试验方法及依据....................... 51
第 5 章 粉质黏土地基平板载荷试验分析......................... 59
5.1 弗朗明戈住宅小区 3#楼和 5#楼....................... 59
5.1.1 工程概况............................... 59
5.1.2 试验方法及依据........................... 59

第 7 章 新余城区人工挖孔桩极限侧阻力系数应用和验证

7.1 江西新余农村合作银行办公楼
7.1.1 工程概况
在江西新余农村合作银行办公楼基桩钻芯检测中(芯样见照片 7.1、7.2),我们发现了部分桩桩底持力层(强风化泥质粉砂岩)不符合设计要求,钻芯检测结果见表 7.1.
表 7.1 江西新余农村合作银行办公楼静载桩钻芯法检测结果表
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第 8 章 结论与展望

8.1 主要研究工作及结论
1、本文对新余城区的地质状况进行了简要描述,介绍了新余的地理位置和主要地质特征,并对新余城区代具体工程项目进行了概述,通过现场勘查和土工试验,记录并统计了新余城区具有代表性的粉质黏土参数共 550 余组实验数据,得到了其特征统计量。绘制出各粉质黏土参数的分布直方图,比较直观地反映出其具体分布状况。进一步提出各粉质黏土参数的分布类型假设,并进行了验证。结果表明,各参数的概率分布类型均满足正态分布、对数正态分布等经典概率分布类型,这一结果为新余城区的岩土勘察工作提供了具体参考,以便于提前把握该地区的岩土分布状况。
2、利用新余城区各工程的现场实验以及室内试验所取得的粉质黏土参数资料,对各土工参数进行了线性回归分析,对相关性较强的参数组合,建立起其线性回归方程,可作为初步研究该地区粉质黏土参数的经验公式。分析出新余城区粉质黏土标准贯入击数、抗压强度与地基承载力间的关系,并建立了相应公式,得到了表征新余城区地基承载力特征的一般公式,为该区域的工程勘察设计提供一定程度的帮助。
3、通过岩基载荷平板试验,得出中风化泥质粉砂岩的承载力特征值为2000kPa,该数值是地勘报告提供值的两倍多,说明当今地勘报告提供的中风化泥质粉砂岩的承载力特征值过于保守。
4、经过两个工程的粉质黏土浅层平板载荷试验,发现载荷试验测出的粉质黏土地基承载力特征值比用标准贯入法(或轻型触探法)检测出的承载力特征值高出 25%以上。
5、当人工挖孔桩桩底持力层很软时(钻芯检测桩底持力层时进尺很快,出现掉钻现象),可用极限侧阻力系数来估算缺陷桩的极限承载能力,为设计部门进行加固处理提供参考依据。
参考文献(略)

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