淤泥质土—砂混合软土压缩性试验研究

摘要：通过对上海大众汽车有限公司宁波分公司扩建项目场地内淤泥质土-砂混合软土的固结压缩试验，探究混合软土中含砂量与含水率对该混合软土压缩性的影响.试验研究表明：淤泥质土-砂混合土的压缩模量与含砂量成正相关关系，与含水率成负相关关系；在界限含砂量区间（60 %～70 %）内，抗压缩性明显提高，压缩模量增大，压缩系数减小；增加含砂量，压缩系数随之减小，增加含水率，压缩系数逐渐增大。

关键词：固结压缩试验；淤泥质土-砂混合软土；压缩系数

1、工程概况

上海大众汽车有限公司宁波分公司扩建项目总投资191.8亿元，位于宁波杭州湾新区，项目用地面积2631242平方米，建筑面积598645.5平方米是宁波市2015年重点规划建设的工业工程项目项目用地地形较平缓，根据野外勘察，区内存在厚度约20m的软塑-流塑状淤泥质砂，其上覆盖厚度约2m的亚粘土层，基岩岩性以中粗粒黑云母花岗岩为主，风化程度较为强烈经试验比对，深厚软土在埋深范围内形状较为均匀，为确定合理的地基处理方案，拟对场地内的深厚淤泥质土-砂混合软土进行压缩特性的试验研究

2、试验设计

试验采用快速固结试验法，严格遵循土工试验方法标准（GB/T50123-1999）进行试验仪器采用微机控制的 GZQ-1 型全自动气压固结仪试样为重塑土试样，试样尺寸为D*H=61.8mm*20mm试验土样取自本项目工程现场埋深10m处的原状土-砂混合土，先进行筛分并分选出粗粒组砂和细粒淤泥质土，再按不同比例重塑淤泥质土-砂混合土试样采用湿法对试样进行筛分，土样的基本性质见表1：

用上述筛分得到的细粒淤泥质土和粗粒组砂土，进行关于含水率和含砂量的双因素固结试验，初始含水率 W分别为 15%、20 %、25 %和 30 %，各土样含砂量 S 分别为0 %、20 %、40 %、60 %、70 %和90 %，共 24 组试验以干密度为控制标准通过击实的方式制备试样试样制好后，静置24小时，然后用尺寸为D*H=61.8mm*20mm的制备试样每个含水和含砂的试样制备三个平行样进行试验

3、试验结果分析

在某级压力下，用下式计算稳定后的孔隙比：

ei=e0-（1+e0）* △hi/h0 （1）

式中：ei为第i级压力下固结稳定后的孔隙比；e0为试样初始孔隙比；△hi为施加压应力后的压缩变形量（cm）；h0为试样初始高度（cm）

利用（1）式的计算结果绘制 e-p 曲线，取曲线上相应的割线斜率作为某级压力作用下压缩系数av，并计算压缩模量Es得1：

av=（ei-ei+1）/（pi+1-pi） （2）

Es=（1+e0） /av （3）

式中：pi为某级压力值（kpa）将根据式（2）、式（3）计算的结果汇总成表2：

注表中W15、W20、W25 和W30分别表示含水率为15%、20%、25%和30%含砂量对淤泥质土-砂混合土压缩特性的影响分析：

在不同的含水率条件下，压缩模量与含砂量的关系曲线见图 3，压缩系数与含砂量的关系曲线见图 4

图3 压缩系数与含砂量的关系曲线

图4 压缩模量与含砂量的关系曲线

（1）由图 3 可知，相同含水率时，增加含砂量，压缩模量逐渐增大，且在含砂量为 60 %和 70 %处出现明显的拐点.当含砂量低于 60 %时，压缩模量增幅较小；当含砂量增至 60%～70 %时，压缩模量明显快速增长，增幅高达 40 %；含砂量超过 70 %后，压缩模量仍有增长但增幅减小

（2）压缩模量与壓缩系 数呈负相关关系，由图 4可知，随着含砂量的增加，压缩系数逐渐减小，含砂量在 60 %和 70 %处也同样存在拐点现象，可压缩性明显降低，强度提高，工程特性增强

（3）此外，结合图 3、图 4 可 以得出：增加含水率，压缩模量逐渐减小，压缩系数增大，即压缩性增大，土体逐渐向软土特性发展，说明增大含水率，土样压缩性提高由上述分析可知，淤泥质土-砂混合土的界限含砂量为 60 %～70 %，随着含砂量的增加，土-砂混合土的压缩模量和压缩系数存在一个明显的转化区间，它是混合土由密实-悬浮结构转化为密实-骨架再到骨架-空隙结构的两个转折点。

4、结束语

（1）淤泥质土-砂混合土的压缩模量与含砂量成正相关关系，与含水率成负相关关系；压缩系数与含砂量成负相关关系，与含水率成正相关关系，在分析含砂量与含水率对压缩特性的影响时要将二者结合起来考虑.

（2）固结压缩试验中，随着含砂量的增加，土-砂混合土的压缩模量和压缩系数存在一个明显的转化区间，这个区间为界限含砂量（60 %～70 %）。在界限含砂量区间内，抗压缩性明显提高，压缩模量增大，压缩系数减小。

参考文献：

[1] 张 明，赵有明，龚 镭等.深圳湾新吹填超软土固结系数的试验研究[J].岩石力学与工程学报，2010，29。

[2] 周 驰.软 土压缩 e-p 曲线模型及其工程应用[D].长 沙：湖南大学硕士学位论文，2012。

作者简介：

郑李一（1983- ），男，汉，浙江温州人，现就职于温州勘察测绘研究院，主要从事淤泥质土质地基的勘察、设计相关工作。