锦州机场航站楼地基土性参数概率特性分析

石祥,滕桃居,于庆坤

(1.空军勤务学院 一大队二队,江苏 徐州 221000 2.空军勤务学院 机场工程与保障系,江苏 徐州 221000)

锦州机场航站楼地基土性参数概率特性分析

石祥1,滕桃居2,于庆坤1

(1.空军勤务学院 一大队二队,江苏 徐州 221000 2.空军勤务学院 机场工程与保障系,江苏 徐州 221000)

为给锦州机场工程可靠度计算提供基本数据,对锦州机场航站楼地基进行了勘察.采用t检验准则对勘查数据进行检查和预处理,采用矩估计法求解预处理后的实验数据土性参数均值、方差和变异系数.结果表明:地基土压缩系数、压缩模量对可靠度计算比孔隙比、固结系数影响要大.

机场航站楼;地基勘查;矩估计法;土性参数;可靠度计算

目前,可靠性理论在基础工程中逐渐得到应用.可靠度计算的原始资料,很大程度上来源于前期地基勘察数据.如何合理地检查和处理地基勘察数据,决定了可靠度计算的准确性.因此,有必要对地基土性参数进行概率特性分析.

1 工程概况

锦州民用机场位于锦州市凌海建业乡何屯村南侧,小凌河东岸.锦州民用机场工程航站楼长为116 m,宽为54 m,2层,为西南—东北走向.锦州机场场地地貌单元属滨海平原,地形平坦,钻孔位于回填区,孔口高程介于3.71～3.93 m之间,高差为0.32 m.

2 勘察方法与结果

依据《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)(2009年版)[1]的要求,沿建筑物周边线及柱列线布置钻孔,钻孔间距为16～24 m,钻孔深度为27～30 m,勘察点平面位置如图1所示.勘察外业钻探使用XY- 1钻机和DPP- 100型汽车钻各1台.采用清水回转钻进,并结合冲击钻进方式完成钻探工作.开孔口径为146 mm,终孔孔径为91 mm.钻探结束后及时进行回填.

图1 勘探点平面位置Fig.1 Plane locations of exploratory points

采用薄壁取土器取原状土试样,通过静压法及重锤少击法采取土样,最后进行土样的分析.分析结果显示,场地勘探深度内所揭露的地层为第四系海陆交互相沉积层,自上而下地层共为10层,分别为①素填土、②粉质黏土、③粉土、④粉质黏土、⑤淤泥质粉质黏土、⑥粉质黏土、⑦淤泥质黏土、⑧粉质黏土、⑨细砂、⑩圆砾.根据《土工试验方法标准》(GB/T50123—1999)[2]的要求,选取勘探点平面位置图(见图1)中2、5、10、14、15、18、24、27钻孔来分析②～⑧层土性参数.②～⑧层土性参数数据整理见表1～7.

表1 ②粉质黏土层钻孔实验数据Tab.1 ②Drilling experiment data of silty clay layer

表2 ③粉土层钻孔实验数据Tab.2 ③Drilling experiment data of floury soil layer

表3 ④粉质黏土层钻孔实验数据Tab.3 ④Drilling experiment data of silty clay layer

表4 ⑤淤泥质粉质黏土层钻孔实验数据Tab.4 ⑤Drilling experiment data of mucky silty clay layer

表5 ⑥粉质黏土层钻孔实验数据Tab.5 ⑥Drilling experiment data of silty clay layer

表6 ⑦淤泥质黏土层钻孔实验数据Tab.6 ⑦Drilling experiment data of mucky silty clay layer

表7 ⑧粉质黏土层钻孔实验数据Tab.7 ⑧Drilling experiment data of silty clay layer

3 土性参数的概率统计分析

1)孔隙比的概率统计系数.对参数数值进行预处理,以②粉质粘土层钻孔实验数据为例,n=8＜30,采用置信水平为99.73%,用t检验法进行异常数据的检验[3].μ=0.876,σ=0.014,自由度n-1=7,查表得t0.9973(7)=4.53,则数据的有效范围为即(0.688,1.063),舍去数据0.685异常数据,舍去该值后,对剩余的7个数据重新检验,有效范围为(0.726,1.079).对剩余的7个数据,采用矩估计法,通过样本均值来估计总体均值,样本方差来估计总体方差,而且都满足无偏性和一致性要求[4].矩估计法求样本均值、标准差和变异系数分别为:

将数据代入后求解得到:

样本均值μ=0.903,样本标准差σ=0.095,样本变异系数δ=0.106.

2)压缩系数、压缩模量、固结系数的概率统计值,见表8.

表8 ②粉质黏土层土性参数的概率统计值Tab.8 ②Probability statistic value of property of silty clay layer

3)各土层土性参数的概率统计值见表9.

表9 各土层土性参数概率统计值Tab.9 Probability statistic value of soil property of all clay layers

4 土层土性参数的变异特征

根据《地质灾害防治工程勘察规范》(DB 50/14—2003)中对土性参数变异性的分级,当变异系数δ≤0.1、0.1＜δ≤0.2、0.2＜δ≤0.3、0.3＜δ≤0.4、δ＞0.4时,变异性分别为很低、低、中等、高、很高.当变异系数小于0.2时,变异性低;当变异系数大于0.4时,变异性很高.

分析表9中的数据可知,土性参数中压缩系数av、压缩模量Es的变异系数较高,大于0.2,甚至高于0.4.孔隙比e、固结系数Cv的变异系数较小,基本小于0.2.说明压缩系数av、压缩模量Es对可靠度计算比孔隙比e、固结系数Cv对可靠度计算影响要大[5].

5 结语

在岩土工程的可靠度分析中,对地质勘察资料土性参数的概率处理是首要任务,结果的准确性直接影响到可靠度指标的求解.因此,为了能更好地进行岩土工程的可靠度分析,对地质勘查资料进行土性参数概率特性分析是有意义的.

[1] GB 50021—2001岩土工程勘察规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[2] GB/T 50123—1999土工试验方法标准[S].北京:中国计划出版社,1999.

[3] 李超.工程勘察测试数据分析处理过程[J].上海地质,2004(4):33- 35.

[4] 刘传正.论地质灾害防治工程[J].水文地质工程地质,1996(3):29- 32.

[5] 李典庆,祁小辉,周创兵,等.考虑参数空间变异性的无限长边坡可靠度分析[J].岩土工程学报,2013,35(10):1799- 1806.

Probabilistic nature analysis on soil property of terminal foundation in Jinzhou airport

SHI Xiang1,TENG Tao-ju2,YU Qing-kun1
(1.No.2 Squadron of No.1 Brigade,Air Force Logistics College,Xuzhou,Jiangsu 221000,China;2.Department of Airfield Engineering,Air Force Logistics College,Xuzhou,Jiangsu 221000,China)

In order to provide basic data for reliability calculation of Jinzhou airport engineering,this paper carries out reconnaissance of the terminal foundation,and checks and pretreats the data with t test criterion.Based on that,we solves the mean value,variance and variable coefficient of soil property of experimental data after pretreatment using square estimation.The results show that the coefficient of compressibility and modulus of compression more greatly influence reliability calculation than void ratio and coefficient consolidation do.

airport terminal;foundation reconnaissance;square estimation;soil property;reliabilitycalculation

TU 4

A

2095- 3550(2014)02- 0021- 04

2014- 03- 10

石祥,男,四川乐山人,硕士研究生.

E-mail:370631891@qq.com

(责任编辑:陶红林)