浅析水运勘察中土工试验与野外不均匀土层描述的结合

2017-11-03李广景

四川水泥 2017年9期

关键词：小清河粉土水运

李健李广景

(山东省交通规划设计院，山东济南 250031)

浅析水运勘察中土工试验与野外不均匀土层描述的结合

李健李广景

(山东省交通规划设计院，山东济南 250031)

不均匀土层的命名直接影响了水运工程水下边坡的坡比,本文通过利用室内土工试验结论修正土层定名的方法,对土层命名,论述了土工试验与野外命名结合的重要性,并论述了不均匀粘性土可采用压缩模量Es判定其状态的方法。

不均匀土层；土工试验；水运工程水下边坡坡比

0 引言

土是在自然界漫长的地质历史时期演化形成的多矿物组合体，性质复杂，不均匀且随时间及空间不断变化。对于土的分类定名，各类规范之间存在一定的差异。由于不同土的物理力学指标相差很多，土的分类定名与状态等直接影响到土的地体分层和工程性质。因此我们在工程地质野外钻探中根据规范要求对岩土合理描述，并根据土工试验数据对其进行修正。

1 小清河水运工程地层分布情况

小清河流域地处山东省腹地，发源于山东省会济南市。经济南、滨州、淄博、东营，在羊口东面注入渤海莱州湾。

地形地貌由山前冲积洪积扇和黄河冲积平原组成，地势平坦开阔，第四系厚度约200m左右，古生界、中生界及新为淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土等，多见薄层与厚层的厚度比小于1/10的夹薄层，土层呈不均匀状分布。

2 对于不均匀粉土分类定名

在小清河水运工程地质勘察中，场区普遍存在一层粉土，厚度约5m，土质不均匀，野外描述：粉土，黄褐色，很湿，稍密，摇振反应迅速，含云母碎片，含粘粒，局部富集，有轻微粘滞感，塑性指数小，能搓成直径为 2～3mm的短条，干强度低，含粉质粘土夹薄层。野外定名为粉土，该场区完成地质钻孔12个，取原状土样33个，进行室内土工试验。对土工试验数据进行统计分析，见表1。

表1中，粒径大于0.075mm的颗粒质量占总质量的平均值19.5%，塑性指数最大值10.2，最小值3.7，塑性指数平均值7.6，塑性指数标准值8.3，满足《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001（2009版）第3.3.4规定，所以定名为粉土是正确的。另有三个土样塑性指数大于10，说明野外描述中夹粉质粘土薄层符合土层的实际状态。

土工试验成果统计表表1

该工程为小清河复航工程，设计时执行《疏浚与吹填工程设计规范》JTS181-5-2012，该规范第5.2.4列出了疏浚岩土分类表，第7.2.2列出了不同岩土水下边坡。

疏浚岩土分类表表5.2.4

从表5.2.4、表7.2.2可以看出，上述将岩土定名为粉土不满足航道疏浚设计的要求，为方便设计者利用，应根据《疏浚与吹填工程设计规范》JTS181-5-2012的要求将粉土定名进一步细化，准确定名为粘质粉土，有了准确定名方便设计者合理的确定水下岩土的边坡坡比。不同岩土水下边坡表7.2.2

3 综合判定不均匀粉质粘土的状态

在小清河复航工程某层土野外描述：粉质粘土，棕黄色，可塑，切面较光滑，粘塑性中等，中等干强度，土体不均匀，含粉砂质，见粉土夹薄层。取两组原状样进行室内土工试验，试验成果见表 3， Ip＞10，IL＞1.0，所以试验成果显示为流塑状的粉质粘土，与野外描述不符。针对这种情况我们进行理论分析，并增加压缩模量Es进行综合判定土体状态。

根据野外描述该土层为不均匀土层，夹薄层粉土或粉砂韵律层，层厚约几毫米～几厘米，在液塑限试验过程中，当把此类土调成土膏后，由于混合土的结构发生了变化，使本来呈可塑状态的土变成软塑状态的土膏，使得锥尖入土深度明显加大，从而导致土的ωL、ωP、IP减小，由于IL＝（ω-ωP）/IP，所以IL明显变大，在测试成果中出现IL＞1的“假流塑”现象。从表3可以看出，此类土由于夹了一定量的粉土、粉砂使得ωL、ωP、IP减小而IL＞1，表象呈流塑状态。