粘性土塑性指數(shù)與粘粒含量的線性回歸分析

張梅靜，陳 亮

(浙江省水利水電勘測設(shè)計院，浙江杭州 310002)

0 引言

浙江省沿海、沿江自新中國成立以來截止2004年底已圍墾灘涂面積188 000 ha，2005－2020年灘涂圍墾建設(shè)項目117處，總建設(shè)規(guī)模128 000 ha.在大量灘涂圍墾工程開工建設(shè)的同時，圍墾區(qū)后續(xù)開發(fā)中用于回填的材料來源問題也隨之產(chǎn)生[1］.在過去多采用開山石和海運(yùn)砂等工程填料來進(jìn)行回填，這樣就導(dǎo)致拋泥地越來越少且越來越遠(yuǎn)，致使拋泥費(fèi)用越來越大，同時也使近海環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重.利用沿海地區(qū)豐富的淤泥資源進(jìn)行回填，既可以節(jié)省人工填海造陸的成本，又可以在最大程度上減小對環(huán)境的污染，成為沿海地區(qū)土地開發(fā)的重要手段.而粘粒含量就是衡量回填淤泥的工程性質(zhì)的重要指標(biāo).淤泥做為飽和軟粘土，塑性指數(shù)也是衡量其性狀的一項重要指標(biāo)，如果將粘粒含量和塑性指數(shù)二者有機(jī)結(jié)合起來，會使淤泥的工程性質(zhì)更為直觀，本文將從室內(nèi)測試成果來對二者進(jìn)行線性回歸分析.

1 回填淤泥粘粒含量與塑性指數(shù)的線性回歸計算

可塑性是粘性土區(qū)別于砂性土的重要特征，是表征粘性土物理性能一個重要參數(shù)，一般用塑性指數(shù)Ip來表示[2］.塑性指數(shù)指土從液限到塑限含水率的變化范圍，其差值越大，意味著粘性土處于塑態(tài)的含水率變化范圍愈大，可塑性越強(qiáng)[3］，塑性指數(shù)習(xí)慣上用不帶%的數(shù)值表示.粘性土的可塑性可以用水膜理論來解釋，它是一種與粘土顆粒表面活性有關(guān)的現(xiàn)象，粘粒含量越高，親水性礦物越多，水膜厚度越厚，土粒持水量就相應(yīng)增加，塑性指數(shù)就越大.塑性指數(shù)是粘土的最基本、最重要的物理指標(biāo)之一，它綜合地反映了粘土的物質(zhì)組成，廣泛應(yīng)用于土的分類和評價.塑性指數(shù)是由重塑土測定的，它不受土體取樣擾動、試驗條件等各種因素的影響，也與土樣的應(yīng)力條件和應(yīng)力歷史無關(guān)，較好地反映了粘性土的顆粒大小、形狀、礦物成分及其所占份額的多少、孔隙水與粘土礦物的化學(xué)作用等因素的綜合影響[4－6］.

在室內(nèi)土工檢測中，常通過密度計法進(jìn)行顆粒分析試驗，來測定土中不同粒徑粒組的含量，常用液塑限聯(lián)合測定儀進(jìn)行界限含水率試驗，來確定粘性土的塑性指數(shù)，再根據(jù)塑性指數(shù)的對粘性土進(jìn)行定名，室內(nèi)土工測試很少對粘性土進(jìn)行顆粒分析試驗.如果粘性土的塑性指數(shù)與粘粒含量存在較好的對應(yīng)關(guān)系，那么當(dāng)土的塑性指數(shù)確定后，就可以直接計算出土的粘粒含量，這樣就省去了進(jìn)行顆粒分析試驗的繁瑣步驟，提高工作效率.

2 應(yīng)用實例

本文以浙江某地區(qū)粘土為例，對飽和軟粘土的塑性指數(shù)與粘粒含量的關(guān)系進(jìn)行回歸計算.塑性指數(shù)與粘粒含量對應(yīng)表，見表1.

表1 塑性指數(shù)與粘粒含量對應(yīng)表

經(jīng)擬合計算得圖1和表2.

圖1 塑性指數(shù)與粘粒含量關(guān)系擬合圖

因此，塑性指數(shù)與粘粒含量的關(guān)系方程可表示為:

其中:y—粘粒含量(%);x—塑性指數(shù).

表2 線性回歸計算結(jié)果表

3 結(jié)語

綜上所述，粘性土的粘粒含量與塑性指數(shù)存在很好的對應(yīng)關(guān)系，如果用土的塑性指數(shù)回歸方程來估算粘粒含量，可以省略密度計試驗繁瑣的試驗過程，簡化計算，提高工作效率，提高數(shù)據(jù)的精度.但是由于不同地區(qū)土的性質(zhì)差別很大，因此，粘粒含量與塑性指數(shù)的線性回歸方程存在明顯的地域性，不能將一個地區(qū)的回歸方程隨意應(yīng)用到所有工程中.

[1]姚 平，張梅靜.舟山釣浪圍墾吹填土模擬試驗研究[J］.浙江水利水電專科學(xué)校學(xué)報，2011，23(1):1－4.

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[3]宋 暢，柴壽喜，王 沛，等.土質(zhì)試驗與試驗分析[M］.天津:天津大學(xué)出版社，2007.

[4]白 冰，周 健，章 光.飽和軟粘土的塑性指數(shù)對其壓縮變形參數(shù)的影響[J］.水利學(xué)報，2001(11):51－55.

[5]谷 彧.蘇州地區(qū)隔湖組下段巖土參數(shù)不確定性研究[D］.南京:南京大學(xué)，2012.

[6]陳 安.軟粘土中樁土共同作用模型試驗與機(jī)理研究[D］.長沙:中南大學(xué)，2006.