鶯歌海黏性土物理力學(xué)參數(shù)的相關(guān)性分析

姚首龍

（中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 300451）

鶯歌海黏性土物理力學(xué)參數(shù)的相關(guān)性分析

姚首龍

（中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 300451）

本文應(yīng)用最小二乘法對(duì)南海鶯歌海區(qū)域地質(zhì)鉆孔獲得的黏性土的物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了分析，線性模擬了它們之間的相關(guān)關(guān)系，列出了它們之間的線性方程，并進(jìn)行了相關(guān)性分析。

鶯歌海；黏性土；物理力學(xué)參數(shù)；相關(guān)性分析

1 前言

隨著中國(guó)海洋石油開(kāi)發(fā)南海的不斷深入，所涉及的海洋區(qū)塊越來(lái)越廣，這給海洋工程地質(zhì)調(diào)查帶來(lái)了大量的業(yè)務(wù)，同時(shí)也帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。由于南海第四紀(jì)沉積物的復(fù)雜性和多變性，而且大部分區(qū)域都屬于新區(qū)，沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)積累，有的區(qū)域分布有連續(xù)的黏性土的沉積，這就需要我們對(duì)所獲得的工程地質(zhì)資料，這里主要指的是黏性土土樣試驗(yàn)資料，進(jìn)行深入的土質(zhì)工程特性分析，主要包括黏性土的物理力學(xué)參數(shù)的分析，以及他們的相關(guān)性分析，從而可以對(duì)土的試驗(yàn)結(jié)果誤差進(jìn)行相互驗(yàn)證，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用的準(zhǔn)確度，以便更好的海洋工程活動(dòng)服務(wù)。

2 黏性土的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)

2.1 黏性土的物理參數(shù)指標(biāo)。黏性土的物理參數(shù)指標(biāo)主要包括含水率、天然容重、孔隙比、液限、塑限、塑性指數(shù)、液性指數(shù)等。土的物理參數(shù)指標(biāo)主要是評(píng)價(jià)工程基礎(chǔ)的基本定性指標(biāo)，在很大程度上反映著土體的變形特征和強(qiáng)度特征。

2.2 黏性土的力學(xué)參數(shù)指標(biāo)。黏性土的力學(xué)參數(shù)指標(biāo)主要包括不排水抗剪強(qiáng)度、壓縮系數(shù)、壓縮模量、凝聚力等，其中不排水抗剪強(qiáng)度可通過(guò)袖珍貫入儀、手動(dòng)十字板、電動(dòng)十字板、三軸不固結(jié)不排水、三軸固結(jié)不排水等試驗(yàn)方法獲得。土的力學(xué)參數(shù)指標(biāo)主要是評(píng)價(jià)工程基礎(chǔ)土體抵抗外力作用的性能，即土體在外力作用下，將發(fā)生變形，直至剪切破壞。

雖然土體的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)的物理意義各不相同，但它們之間都具有內(nèi)在的密切的相關(guān)關(guān)系。例如，黏性土的含水率發(fā)生變化時(shí)，其力學(xué)參數(shù)也隨之而變。

3 黏性土的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)的相關(guān)性分析方法

3.2 黏性土的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)的相關(guān)性分析的計(jì)算方法

對(duì)于用最小二乘法擬合成的函數(shù)，通常用相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)法來(lái)衡量最小二乘法模擬的顯著程度，用剩余標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)。

基本的計(jì)算公式如下：

4 黏性土的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)的相關(guān)性分析的計(jì)算

采用最小二乘法分別對(duì)黏性土的含水率與容重、塑性指數(shù)與塑限、塑性指數(shù)與液限、抗剪強(qiáng)度/有效上覆土壓力與塑性指數(shù)等參數(shù)之間的相關(guān)性進(jìn)行線性模擬，并求得各變量間的相關(guān)曲線（如圖1～5），線性方程見(jiàn)表1。

本文以東方29、東方11和海口29場(chǎng)址為例，進(jìn)行物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)的相關(guān)性分析的計(jì)算。

圖 1 含水率與容重相關(guān)曲線

圖 2 塑性指數(shù)與塑限相關(guān)曲線

圖 3 塑性指數(shù)與液限相關(guān)曲線

圖 4 抗剪強(qiáng)度/有效上覆土壓力與塑性指數(shù)相關(guān)曲線

表 1 黏性土物理力學(xué)參數(shù)相關(guān)性模擬線性方程表

從上述圖形來(lái)看，離散點(diǎn)大致都集中落在一條直線（圖形中中間的擬合直線）上，故可以用線性方程擬合來(lái)求出離散點(diǎn)間滿足的關(guān)系，并且大多數(shù)離散點(diǎn)都落在圖形中兩條邊緣線（位于擬合直線兩側(cè)）之間，說(shuō)明擬合的直線是可靠的。相關(guān)系數(shù)R為負(fù)值，說(shuō)明參數(shù)之間具有負(fù)相關(guān)性，R為正值，說(shuō)明參數(shù)之間具有正相關(guān)性，R的絕對(duì)值越趨近于1，說(shuō)明參數(shù)之間的相關(guān)性越好。

5 結(jié)語(yǔ)

5.1 黏性土的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)之間為一有機(jī)統(tǒng)一體，具有內(nèi)在的相關(guān)關(guān)系。

5.2 黏性土的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)試驗(yàn)數(shù)據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果的代表關(guān)系式為。

5.3 從黏性土的物理力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)數(shù)據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果可以看出，它們之間具有良好的相關(guān)關(guān)系，收集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的多少和精度的誤差會(huì)對(duì)相關(guān)關(guān)系的程度造成一定的影響。

5.4 由于所舉例子及收集的數(shù)據(jù)有限，得出的各種關(guān)系公式并不精確，還需要做大量的工作，收集大量的資料，進(jìn)而得出更精確的關(guān)系式。

[1]楊進(jìn)良.土力學(xué)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2000.

[2]朱本清.巖土體物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)相關(guān)性分析[J].福建建筑，1998，（4）：37-39.

[3]古興偉.昆明南市區(qū)軟土物理力學(xué)參數(shù)相關(guān)性分析與模擬[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2005.

TU442

A

1671-0037（2014）09-90-2

姚首龍（1983-），男，本科，工程師，研究方向：事海洋工程地質(zhì)。