荊州市城區(qū)粉質(zhì)黏土物理力學(xué)指標(biāo)分析

畢晴晴

長江大學(xué)（434020）

隨著我國建筑業(yè)的飛速發(fā)展，人們對基坑支護(hù)等設(shè)計的安全性和經(jīng)濟(jì)性的要求越來越嚴(yán)格。所以在工程的設(shè)計施工前對區(qū)域性的土體強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行計算研究是十分必要的。

文章利用excel 的統(tǒng)計功能對荊州市城區(qū)的粉質(zhì)黏土的物理與力學(xué)指標(biāo)間的相關(guān)性和變異性進(jìn)行分析研究，并對荊州城區(qū)黏性土物理力學(xué)指標(biāo)的統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行回歸分析，選取更加安全、經(jīng)濟(jì)的巖土參數(shù)，為荊州城區(qū)的建筑提供參考依據(jù)。

1 統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源

統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源于荊州市城區(qū)20 多個工程，數(shù)據(jù)覆蓋了荊州市的主城區(qū)。 統(tǒng)計數(shù)據(jù)具有一般性。

2 變異性分析

基于概率論和數(shù)理統(tǒng)計分析的理論[1]，把X1，X2……Xn設(shè)為實驗值，則

平均值：

變異系數(shù)：

根據(jù)收集的20 多項土工資料的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的變異性進(jìn)行統(tǒng)計分析，統(tǒng)計結(jié)果見表1。

表1 物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的變異性分析

通過表1 統(tǒng)計出的結(jié)果，得出以下結(jié)論：

粉質(zhì)黏土的力學(xué)性質(zhì)變異性與物理性質(zhì)變異性相差很大。

相對力學(xué)性質(zhì)來說，粉質(zhì)黏土的物理性質(zhì)的變異性較小，天然密度變異性僅為0.026。

粉質(zhì)黏土的力學(xué)性質(zhì)變異性較大，其中黏聚力的變異性最大為0.39。 因此在計算地基可靠度設(shè)計時，不宜把土的力學(xué)性質(zhì)當(dāng)作常量來對待[2]。

3 相關(guān)性分析

采用excel 的統(tǒng)計功能對荊州城區(qū)粉質(zhì)黏土的指標(biāo)進(jìn)行線性回歸分析，尋找出各指標(biāo)間的相關(guān)性。

其相關(guān)系數(shù)：

式中：D（X）——隨機(jī)變量X的方差；D（Y）——隨機(jī)變量Y 的方差；Cov（X，Y）——隨機(jī)變量X、Y的協(xié)方差。

粉質(zhì)黏土的物理指標(biāo)間的相關(guān)性見表2， 力學(xué)指標(biāo)見表3。

表2 物理指標(biāo)的相關(guān)性

表3 力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性

3.1 土的物理性質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析

通過表2 可得，荊州城區(qū)粉質(zhì)黏土的含水量與孔隙比、塑限與含水量、液限與塑限均呈正相關(guān)關(guān)系，其中液限和塑限的相關(guān)性達(dá)到了0.96。 而天然密度和孔隙比呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3.2 土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性

由表3 可知，土的力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性相對于土的物理性質(zhì)指標(biāo)來說比較小。 內(nèi)摩擦角與黏聚力之間的離散性大，相關(guān)性較小，其相關(guān)性只有0.48。 因此，在計算承載力的時候，我們把C、φ 作為彼此相互獨(dú)立的變量考慮是可行的[3]。

4 結(jié)語

1）荊州城區(qū)粉質(zhì)黏土物理性質(zhì)指標(biāo)變異性比較小，這說明土的物理性質(zhì)指標(biāo)具有一定的區(qū)域性。而力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的變異性較大，說明力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的不穩(wěn)定性。

2）經(jīng)過線性回歸分析可得，物理性質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性好，在進(jìn)行地基的設(shè)計時，能夠把物理指標(biāo)作為常量來對待。 但是力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性比較差，在進(jìn)行可靠度的設(shè)計時，要把力學(xué)指標(biāo)作為彼此獨(dú)立的變量來對待。

3）文章線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)等數(shù)據(jù)都來自于荊州市城區(qū)，所取的數(shù)據(jù)具有一定的地區(qū)性。