湛江强结构性黏土的物理力学性质指标及相关性分析.pdf

J o u r n a l o f E n g in e e r in g G e o lo g y 工程地质学报 1 0 0 4 - 9 6 6 5 2 0 1 1 1 9 ( 4 ) 一 0 4 4 7 0 8 湛江强结构性黏土的物理力学性质指标及相关性分析 米 张先伟 孔令伟 郭爱国 拓勇飞 ( 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉4 3 0 0 7 1 ) ( 中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉4 3 0 0 5 6 ) 摘要湛江黏土具有较强的结构性 ， 结构性对土的力学特性影响不容忽视。对湛江黏土的物理力学指标的相关性和变异 性进行统计分析， 建立重要指标间的关系经验公式， 这可为湛江地区地基基础可靠性设计的参数选取提供依据。结果表明， 湛江黏土富含黏粒、 黏土矿物含量高、 含胶凝状的有机质成分、 强胶结特性以及片状颗粒为主的絮凝结构是导致其具有不良 物理性质和良好力学特性指标的根本原因。不同区域黏土的力学指标空间变异性较大， 但物理指标变异性较小。e 一 、 一 、 一 e 、a ， 一。 一 e 关系具有线性相关性， 但相互关系明显不同于其他地区黏土特征， 因此， 工程设计中不能简单借鉴其他地区黏土 经验公式 。 关键词 湛江黏土强结构性物理力学指标相关性 中图分类号： T U 4 1 1 文献标识码 ： A PHYS I CAL AND M ECHANI CAL I NDEXES AND CoRRELATI oN ANALY- S I S OF CLAY W I TH NoTI CEABLE S TRUCT URES I N ZHANJ I ANG AREA ZHANG Xia n we iKONG Lin g we iGUO Ai g u o TUO Yo n g f e i ( (S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f G e o m e ch a n i cs a n d G e o t e ch n ica l E n g in e e r i n g ， I n s t i t u t e of R o ck a nd S o i l Me ch a n i cs ， C h i nes e A ca d e m y o f&i - e nee s ， W u h a n 4 3 0 0 7 1 ) ( C C C C S e co nd H i g h w a y C o n s u lt a n t s C o L t d R a il a nd U n d e r g r o u nd E n g i nee ri n g B r a n ch ， W u h a n 4 3 0 0 5 6 ) Ab s t r a ct T h e Z h a n j ia n g cla y h a s n o t ice a b le s t r u ct u r e s o f e f f e ct t o t h e s o il S m e ch a n i ca l ch a r a ct e ris t i cs ca n n o t b e n e g l e ct e d Th is p a p e r p r e s e nt s t he r e le v a n ce a n d co r r e la t io n a n a ly s is o n t h e p h y s ica l a n d me ch a n ical i n de x s o f Zh a n j ia n g cla y F u r t h e r m o r e ， e m p irical f o rmu la o f in d e x e s r e la t io n s a r e e s t ablis h e d T h e r e s u lt s s h o w t h a t t h e b a s ic r e a s o n s f o r p o o r p h y s i cal p r o p e r t ie s a n d g o o d m e ch a n ica l p r o p e r t ie s o f Z h a n j ia n g cla y a r e h ig h cla y co n t e n t ， cla y m in e r - a ls ， g e la t in o u s o r g a n ic ma t t e r ， s t r o n g a d he s iv e b o nd e d co nn e ct i o n a n d fl o ccu la t e d s t r uct u r e o f fl a k y g r a i ns T he s p a t i a l v a ri a b ilit y o f cla y me cha n ica l in d e x in di f f e r e n t r e g io n s is s u bs t a n t ia 1 But ， t h e s p a t i al v a r ia b ilit y o f cla p h y s i ca l in de x is s ma l1 Th e e c t J 、 L 一 ( ， 、 L e 、 al _2 - e r e la t io n s h ip a r e lin e a r co r r e la t io n s t h a t a re s ig n if ica n t ly d i f f e r e n t w it h o t h e r cla y s in Chin a Acco r di n g ly it ca n no t us e t h e e mp iri ca l f o r mu la de v e lo p e d f r o m o t h e r lo ca l cla y s for e n g in e e r - i n g d e s ig n Th e r e s u lt s p r e s e n t e d in t his p a pe r p r o v id e t he b a s is o f r e lia bl e d e s ig n p ara me t e r s e le ct io n for t h e Zh a n j ia n g are a cla y f o u n d a t io n Ke y w o r d s Z h a n j ia n g a r e a cla y ， C la y s t ruct u r e ， P h y s ica l a n d me ch a n i cal in d e x s ， S o il me ch a n ics 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 3 一 O l； 收到修改稿 日期 ： 2 0 1 1 0 5 - 3 0 基金项 目： 岩土力学 与工程 国家重点实验室资助项 目( S K L 7 2 ) 8 0 3 ) 第一作者简介 ： 张先伟 ， 主要从事特殊土的力学特性研究 E ma i l： x w z h a n g w h r s m a C cn J o u r n a l o fE n g i n e e r i n g G e o l o g y 工程地质学报2 0 1 1 1 引 言 湛江位于广东省西南部 ， 包括雷州半岛全部和 半岛以北一部分。湛江主要地层为第四系湛江组海 陆交互相沉积层 ( Q )， 沿海地带上覆第 四系全新 统海积层 ( )。湛江黏土上覆地层厚度一般数米 至几十米不等 。 湛江黏土具有罕见 的强结构特性 ， 当结构强度 遭到破坏后 ， 土的力学性质会产生显著的变化 。结 构性黏土独特的力学性质与工程问题一直是研究的 热点与难点， 早在 2 0世纪 8 0年代 ， 谭罗荣 和李作 勤_ 3 等学者对湛江黏土的土质特征与工程特性进 行了深人的研究 ， 加深了对这种特殊土的强度变形 形状与微观机制 的认识 。此后 ， 蔡羽根据不同剪应 变率条件下的三轴试验结果 ， 发现湛江黏土具有独 特的剪切速率力学效应 ；孙吉主考虑土结构性的 型 ； 孔令伟提供了一个将防波堤的下卧层的结构 性软土作为持力层 的工程实例 ， 验证 了工程 中充分 利用软土结构性潜能的合理性 。但 目前对 于湛 江黏土的研究仍缺乏深入系统的研究， 如如何准确 判断因结构性引起土的物理力学性质指标 的变化 ， 进而为工程提供可靠的设计参数是一项亟待解决的 问题 。 本文通过对湛江市典型黏土的物理力学指标间 的相关性和变异性进行统计分析 ， 对一些重要指标 进行一元线性回归 ， 分析强结构性对湛江黏土特性 影响的根本机理 ， 结果可为湛江地区地基基础可靠 性设计相关参数选取提供依据。 2 湛江黏土的物理力学特性 统计所用数据源 自湛江市赤坎区、 霞山区以及 琼州海峡铁路轮渡工程北港的 9个区域 ， 数百个钻 破损过程 ， 建立 了结构性软 土的边界 界面损伤模 孔资料 ， 埋深从 1d 4 m不等 ( 图 1 ) 。根据室内试 一 雷州湾 U 、 、一 “ 、 南中国海 睐 县 r 1 k m u 图 1 试验 区域位置示意图 F ig 1 L o ca t io n ma p o f t h e s t u d y a r e a 试验场地 ：1 一 海富大酒店西侧 ， 洪屋路南侧 ； 2 - 人 民大道西侧 ， 湛江市财政 中专学校东侧 ； 3 一 海滨大道北 ， 金山花园对面 ， 向 阳制药厂厂区北侧 ； 4 一 海滨大道与体 育北路交叉 口南西侧 ； 5 - 海景路西北侧 ， 在海滨填海 区内； 6 一 跃进路与 9 2 1路交 口东； 7 一 友谊路东段 ； 8 - 滨海大道 中国人民解放军第 4 8 0 4厂生活区幼儿园西院。9 一 琼州海峡铁路轮渡工程北港 ( 未在图中标 出) 1 9 ( 4 ) 张先伟等：湛江强结构性黏土的物理力学性质指标及相关性分析 一 三 一 卜 譬 0 0 0 4 4 9 ：0 寸 0 口 0 卜 _【 0 譬 0 _I 0 n 卜 0 0 0 n 0 罱 0 0 h 0 0 0 ， 寸 0 n 寸 0 卜 n n _【 【 0 g 一 _【 0 _【 【 0 寸 0 卜 0 _【 n 卜 0 0 0 0 0 n 00 ， H 一 寸 卜 _【 n 一 00 卜 n _【 0 _【 _I n n 0 0 0 ( 一 0 n n 哪 墨 籁 昧 匝 寸 0 0 0 0 n 0 卜 N0 乙I 0 n 0 n 0 n 0 0 n _【0 0 0 0 _1 一 卜 0 卜 0 0 0 0 n n N o ( 一 0 0 寸 0 0 0 n 0 卜 0 _l n 寸 _【 0 寸 00 卜 _【 _【 0 _【 0 寸 n 0 0 寸 0 卜 0 咖籁 辍 呔 露 咀 0 0 0 1 0 n 0 0 寸 n 8 荨 8 N _【 0 0 o t 0 N 0 0 n0 _【0 卜 _【 0 0 0 卜寸_【 _【 0 0 ， 0 寸 0 寸 _【 0 寸 0 卜0n 0 _【 I 0 0 卜 寸 0 0 0 n H 0 一0 _【 _I 寸 0 一 00 卜 _【 n _【 H 一 0 9 0 0 n 咖 4 睬 盟张 荨 H _1 0 _E 0 n 【 【 0 0 0 0 _f _f H 0 0 0 n o ( 一 0 n n H _【 n 寸 0 0 N 寸 0 H0 _【 _【 【0 n = 0 卜 _1 0 0 _I _【 _【 一 寸0 寸 o 卜 0 0 n 0 _【 _【 0 0 卜 _【 卜 o ( 一 0 n _【 _【 _【 0 n 寸 哥 0 寸 n = 【0 -0 1 _【 0 0 _【 _【 寸 00 o 6 H 卜 一 【 _I 0 N n = 0 寸 0 n 鲫 辍垛呔 霸 匝张 0 n l 0 0 卜 卜 0 寸 1 卜0 8 _I 8 _【 0 0 I = 0 0 n N 0 ( 一 口 【 n N 0 卜 卜0 n _【 。0 n 0 I 卜 0 0 _【 0 n 0 ( 一 n n 0 N n 一 0 【 寸 0 n o 9 m n _【 0 n _【 0 n 【 00 卜 【 n _【 c1 寸 N 0 寸 0 0 N c 捌 辍 呔 晤张 _【 【 0 0 8 0 _1 0 0 寸 _【 _【 寸 0 口 0 0 0 0寸 【 _I 0 寸0 n0 0 0 _【 _【 0 0 N 0 n H 【 g 卜 0 n 0 一 n 寸 0 _【 _【 0 0 卜 N 0 0 0 n 0 0 _【 _【 卜 N 0 _【 _【 0 0 0 n 寻 H _【 n0 0 n_【 n 一 0 _f _【 00 _【 卜 一 _【 一 H _【 n 0 卜 寸 寸 0 6 0 n n 蛔 较 昧 晤张 n 寸 0 0 = 0 0 _【 _【 0 n n 卜 n 0 0 o ( 一 H _【0 一0 n 0 _【 0 N 寸 00 0 n _【 0 0 _1 0 H 0 0 0 寸 0 0 0 _【 n 0 0 0 N 0 寸 N 0 寸 _【 0 0 寸 寸 0 0 卜 寸 0 0 寸 _【 0 0 0 _【 0 0 _【 n 00 寸 0 _【 _E 0 卜 n o ( 一 n 寸 0 咖 糕峨昧 迥 砸糖 _【 0 0 _【 _【 一 _【 0 0 _【 n 寸0 0 _【 寸 0 0寸 寸 0 0 卜 一 【 寸0 0 卜 寸 0 0 【 寸 0 寸 0 n 0 0 一 寸 n 0 寸 0 n0 0 0 _【 0 0 n 卜 N 8 n 导 u【 0 H 寸 0_【 寸 0 寸 N 0 0 卜 0 _【 n 寸 _【 0 0_【 0 0 0 n _【 8 n 0 n 寸 0 _【 0 ，0 寸 0 _【 n0 寸一0 0 _【 0 0 【 卜 00 _【 _【 0 n 0 0 ( 一 _【 0 H 寸0 0 0 寸 一 0 0_【 一 0 9 z 0 n 0 0 卜 0 0 n 0 寸 0 ( 一 n 0 n 寸 N _【 卜 00 n _【 0 ( 一 _【 0 _【 n 0 6 z 咖籁+ t 籁 球 匝撼 0 _【 _【 10 0 N _【 荨 _【 卜 0 【 0一 _【 00 卜 _【 卜 卜 _【 卜 _【 0一 = 0 导 n 0 n 咖籁士 咪 匝糕 B d B d l钌 妪 好出 1 ， 辍 一 一 一 n ， g 趟， 醛剽 艇 基 1 赵静 一 _) 3 褂 妞 警基遗 一 对 0 一 呻 I 1 日 曲 I I 西帕 面 一 对 葛 _【 H 日 I I I I 毋 N 西 。 I I 一 0 一 硝 I I II I I 时 ，J 一 砷 I _【 _【 _【 蠖羝峰掣卅 剐 s= f = H捷 _【 僻 4 5 0 J o u r n a l ofE n g i n e e r in g G e o l o g y 工程地质学报2 0 1 1 验获得湛江黏土的基本物理力学性质指标 ， 采用数 理统计的方法 ， 对其试验结果进行筛选 、 剔除异常值 后 进 行 统 计 分 析( 表 1 ) 。 同 时 ， 根 据 有 关 文 献 n ， 比较我国其他地区黏土 ( 表 2 ) 与湛江黏土 在力学特性的差异。 表 2 对比分析的其他地 区黏土 Ta b le 2 Ot h e r a r e a s o f s o f t cla y f o r co mp a r in g 土的类型地 区 土的类型 地 区 土的类型 地区 天津 天津 天津 。 连云港 连云港 。 上海 。 温岭f 。 上海 杭州 8 福州 8 3 杭州 I s 舟山 8 3 厦 t - lt 。 舟 山 宁波 。 淤泥 深圳 。 淤泥质 宁渡 _ 8 镇 黄石 黏土 汉 口【 1 2 漳州 温岭 武汉 福州 。 福州 。 昆明 1 3 ， 杭州I l 1 、营 口N 2 宁波 ， 青岛 由表 1 分析可知 ， 研究区黏土具有下述特征。 ( 1 ) 天然含水率 高， 孔隙 比 e较大。研究 区 内黏土的 统计平均值为 4 5 7 1 ， 最大值达 6 9 。 e 为 0 6 8一1 9 3 ， 平均值为 1 2 1 。 ( 2 ) 液限 W 较 高。湛江黏土的 为 3 9 8 8 一 6 5 0 8 ， 统计平均值为 5 0 4 7 ， 明显高于该土类 的天然含水率， 处于软塑一 流塑状态， 从这一点判断 该土为软弱土。从湛江黏土在塑性图上的位置来看 ( 图2 ) ， 研究 区内的黏土多为高液限土 ， 液限甚至远 高于其他地区淤泥。 图2 湛江黏土在塑性图上的分布 F i g 2 Z h a n j i a n g cla y d i s t r i b u t io n o n t h e p la s t icit y ch a r t ( 3 ) 灵敏度 S 高。8号、 9号研究区黏土的 s 。 分别为 57与 7 5 ， 说明湛江黏土应为高灵敏性 土。但与之不相符的是 ， 原状土的无侧 限抗压强度 q =1 5 0 k P a ， 说明该土具有较高灵敏性的同时还持 有较强的结构强度。 ( 4 ) 压缩性小 。湛江黏土属低压缩性 土， 压缩 系数 a 。平 均 值 仅 为 0 3 3 M P a 一， 最 小 值 仅 为 0 1 9 MP a 。 ( 5 ) 抗剪强度略高。因持有较高的结构强度， 湛江黏土的抗剪强度指标普遍略高于其他地区黏土 相应值。 从表 1分析可知， 湛江黏土的物理指标变异性 较小， W、 P 、 e 、 W 。 、 。的变异系数为 0 0 1 0 3 1 ， 且普 遍小于 0 1 0 。因此， 可将湛江黏土的物理性质指标 视为常量， 一般 能够满足工程设计精度的要求。但 湛江黏土力学指标变异性相对较大 ， 特别是抗剪强 度指标 ， 如 5号研究区黏土的 C的变异 系数达到了 0 7 5 。这也说明不同区域 的湛江黏土力学性质指标 变异性较大 ， 具有一定离散性 ， 设计时把其作为常量 处理计算误差将增加 ， 应作为随机变量来处理， 并考 虑其空间变异性的影响。 另一方面， 从湛江黏土物理力学指标与埋深的 关系 ( 图3 ) 图中可以看到， 仅部分研究区的 a 。 随 埋深增大而减小 ， c 值随埋深增大而增大外 ， 湛江黏 土的物理力学指标随埋深的增大并无较大变化。利 用土样的物理力学指标划分土层时可能存在一定的 误差 。 3 湛江黏土物理力学性质指标相关性 分析 土的工程特性是 由其物理力学指标反映出来 ， 因此， 对针对区域特点的土各项指标进行分析总结 ， 对于积累地区经验及工程实践具有重要意义。参考 前人经验 ， 土的物理力学性质指标的最佳数学模型 是线性关系模型u 。本文采用最小二乘法进行线 性拟合 ， 采用一元线性回归模式进行 回归分析。湛 江黏土物理力学性质指标相关性及拟合回归方程见 图 4与表 3 。 3 1 物理指标 间的相 关性 分析图 4与表 3可知， 与其他地区黏土相同， 湛 江黏土的 e 一 具有 良好的线性关 系， 拟合方程可用 e = 0 0 2 5 t o + 0 0 4 8表示。 L 一 与 L e 也具有一定 的线性关系 ( 图 4 b 、 e ) ， 说 明土的微 观孑 L 隙以及黏 粒含量对土的含水率、 液限均有较大影响。同时， 从 1 9 ( 4 ) 张先伟等 ：湛江强结构性黏土的物理力学性质指标及相 关性分析 4 5 l 0 5 1 0 1 5 目 2 0 2 5 剥 3 0 3 5 4 0 4 5 n 0 5 1 O 1 5 目 2 0 誉 2 5 3O 3 5 4 0 4 5 n 含水率 ( ) 孔晾比 2 O 4 0 6 0 8 O 1 0 0 1 压缩系数 MP a _ l 0 0 2 O 4 0 6 0 8 O 5 1 O 1 5 2 0 藤2 5 剿 3 0 3 5 4 0 4 5 n 0 5 1 O 1 5 目 2 0 喾2 5 3 O 3 5 40 45 0 塑限 ( ) 1 0 2 D 3 0 4 0 5 0 黏聚力 k P a 内摩擦角 ( 。 ) 0 2 0 40 6 0 8 0 1 0 0 0 图 3 不 同埋深 的湛江黏 土的物理力学性质指标变化 F ig 3 P h y s i ca l a n d me ch a n i ca l i n d e x e s o f Z h a n j i a n g a r e a cl a y s a n d s t a t is t i cal anal y s is a t d i f f e r e n t b u ri e d d e p t h s 表 3 物理力学指标 问的相关性统计分析表 T a b le 3 C o r r e la t io n s t a t is t ic a n a ly s is b e t we e n p h y s ical a n d me ch a n ical in d e x e s 图4 b 、 C 中还可以看到湛江黏土的液限明显大于其 他地区黏土， 且拟合曲线斜率大于其他地区黏土 ， 说 明湛江黏土随着e 与 的增大， 值增幅明显。而 ， P 与 e 的拟合曲线相关系数 R = O 6 6 4 ， 说明塑性指 数与孔隙比没有特别明显的线性关系。 3 2 物理指标与力学指标间的相关性 图4 e中抗剪强度指标 丁按 丁= C+ t a m p计算得 到 ， 从 图中可见 ， 湛江黏土的 r e 关系图中数据点发 散 ， 并无一定的相关性 ， 表明该土的强度指标受其物 理性质影响不大。而图 4 f 所示的 a l_ 2 与 e 具有 良好 的线性相关性 ， 但拟合曲线斜率 0 1 8 2远小于其他 地区黏土的 a e曲线拟合斜率 1 1 3 9， 且湛江黏 土的 a 明显小于其他地区黏土 ， 甚至 比含粉粒较 多的淤泥质亚黏土还要小 ， 这也说 明湛江黏土的随 着 e的增大 ， a l_2 并无明显的减小趋 势。这也表明 ， 当我们需要得到湛江黏土的压缩 系数时 ， 可根据直 0 ： 。 如 幻 目 聪唧 o 5 柏 砷 g 嘴辩 1 2 3 4 5 6 7 9 4 5 2 J o u r n a l o fE n g in e e r in g G e o l o g y 工程 地质 学报2 0 1 1 筮 越 湛江黏土 欷扼 淤铌质黏土 崧铌质亚钻土 1 1 5 2 孔 隙比 2 5 2 葛 1 5 籁 谣1 婚 出 0 5 0 O 5 1 1 5 2 Z 5 3 孔隙比 f 图4 物理力学指标间的相关性统计分析图 F ig 4 C u r v e s o f co r r e la t io n s t a t is t ic a n a ly s is b e t we e n p h y s ica l a n d me ch a n ica l in d e x e s 接测得湛江黏土的 和 ， 通过经验公式获得 e ， 进 而得到 口 1 2 。 4 机理分析 从上述分析可知 ， 湛江黏土具有不 良物理性质 和良好力学特性指标的异常组合 ， 是一种高灵敏性 的强结构性特殊黏土 。虽然其物理力学性质指标间 具有某种相关性 ， 但是明显不同与其他地区黏土特 性 ， 工程设计 中不能 简单 借鉴其他 地 区黏土经验 公 式 。 土的性质受沉积条件 、 应力历史、 物质组成以及 微观结构等多种条件控制 。湛江黏土普遍具有高达 4 0 0 9 0 0 k P a的结构屈服强度 o r k ， or k 远远大于土层 的上覆压力 ， 其物理力学参数与埋深 的规律性变化 并不明显 ， 也就是说相对于土层上覆压力 ， 湛江黏土 的结构强度对土性 的影响更为显著。那么 ， 是什么 造成湛江黏土具有如此高的结构强度， 它又是如何 影响其物理力学特性? 湛江软土的成土演化过程说明， 特殊的沉积规 律使之兼具一般软土和红土的沉积特征 ， “ 红土化” 及不完全的“ 红土退化” 作用使这种土具有一般软 土不曾具有的强胶结特性 。从微观结构来看 ， 冷冻 干燥原状土样 电子显微镜照 片 ( 图 5 ) 显示 出湛江 黏土结构由多单片堆叠成的片堆颗粒 、 粒状碎屑矿 物与少量单片黏土矿物颗粒组成 ， 扁平状的片堆及 单片颗粒之间又以边一 面 、 面一 面接触形式形成絮凝 结构 ， 上述组构特征使得其具有高孔 隙比与高灵敏 性， 另一方面 ， 较大比表面积 ( 单元 体之间的接触点 多) 以及胶结连接 又使其具有一定的结构强度 ， 在 柏 ：； ： 巅 掣翱 比 隙 d 6 - 2 一 鼋 燎 n 雾 _ 。 r 。 。 - 。 - r r L f 1 一 柏 o t 辑钕辖 1 9 ( 4 ) 张先伟等 ：湛江强结构性黏土 的物理 力学性质指标及相 关性分析 4 5 3 b 图 5 原状土样 电子显微镜照片 ( x 2 5 0 0 ) F ig 5 E le ct r o n micr o s co p e p h o t o g r a p h o f in t a ct cla y s a m p l e( 2 5 0 0 ) 低应力水平条件下 ， 微观结构不会发生过大的变形 ， 基本能保持稳定状态 ， 压缩性较小 ；在较高 的应力 作用下会使孔隙失稳 ， 颗粒重新排列 ， 产生不可恢复 的突然变形 ， 呈现 出结构性黏土的典 型压缩变形特 征 ， 有别于一般性的软土。 从物质组成来看 ( 表 4 ) ， 湛江软土黏土矿物含 量高达 6 0 ， 且主要以具有较强亲水性的伊利石和 绿泥石为主 ， 较多黏土矿物也导致该土黏粒成分含 量高达 4 9 。由于黏土矿物带有 电荷性质 ， 具有较 强的吸水性 ， 天然状态下土具有较高含水率与液限。 有机质含量 为 1 0 6 ， 一般呈胶凝状 ， 具有表面活 性和黏滞性， 结合水膜较厚， 土颗粒间通过吸附水膜 互相接触与连结的面积较大 ， 这些都使该土类 的含 水率与塑性指数均较高。 表4 湛江黏土的物理化学指标、 矿物组成以及颗粒组成 T a b le 4 P h y s i co ch e mi ca l p r o p e r t i e s a n d m i n e r a l co m p o s i t i o n s p a r t icl e co m p o s i t i o n o f Z h a n j i a n g cla y 5 结论 ( 1 ) 湛江黏土物理特性类似于淤泥和淤泥质黏 土 ， 表现为高含水率 ， 大孔隙比， 高液限， 但力学特性 比淤泥质亚黏土还好 ， 表现为压缩性小 ， 抗剪强度指 标高 ， 同时还具有强结构性 、 高灵敏度 。 ( 2 ) 湛江黏土 的物理指标变异性小 ， 取参数时 可作为常量 ； 力学指标变异性较大 ， 应作为变量处 理 ， 同时考虑空间变异性影响。 ( 3 ) 湛江黏土 的 e - o ) 、 L - o ) 、 6 0 L e 、 a l _ 2 一 e 具有 良好的线性相关性 ； I p - e 、 丁 一 e 相关性略差。虽然该 土物理力学性质指标 问具有某种相关性 ， 但是 明显 不同与其他地区黏土特性 ， 因此 ， 工程设计中不能简 单借鉴其他地区黏土经验公式。 ( 4 ) 湛江黏土富含黏粒 ， 较多黏土矿物和胶凝 状 的有机质成分使其具有较差的物理特性。湛江黏 土是以片状颗粒为主的絮凝结构为主， 加之成土演 化过程生成的强胶结连接使其具变形具有强结构性 黏土特征 ， 具有较好的力学指标。 参考文献 1 张丽浅谈第 四系湛江组黏土层工程特点 J 采矿技术， 2 0 1 0， 1 0 ( 1 ) ： 2 4 2 5 Z h a n g L iZ h a n j i a n g f o r ma t i o n o f Q u a t e r n a r y cla y e n g i n e e r i n g ch a r a ct e ri s t i cs Mi n i n g T e ch n o l o g y ， 2 0 1 0， 1 0 ( 1 ) ： 2 4 2 5 2 谭罗荣， 张梅英 一种特殊土的微观结构特性的研究 J 岩 土工程学报 ，1 9 8 2 ， 4( 2 ) ： 2 6 3 5 Ta n L u o r o n g ， Z han g Me iy in g T h e r e s e a r ch o n micr o s co p ic s t r u ct u r e prop e r t ie s o f a p a r t icu la r s o il C h in e s e J o u r n a l o f Ge o t e ch n ica l En - g i n e e r i n g ， 1 9 8 2 ， 4 ( 2 ) ： 2 6 3 5 3 李 作勤有结构强度的欠压 密土 的力学 特性 J 岩土工程 学 报 ， 1 9 8 2， 4 ( 1 ) ： 3 4 4 5 L i Z u o q in Me ch a n ica l ch a r a ct e r is t ics o f u n d e r - co n s o lid a t e d cla y s o ils wjt l1 s tr u ct u r a l s t r e n g t h Ch in e s e J o u r n al of Ge o t e ch n ical En s i- n e e ri n g ，1 9 8 2， 4 ( 1 ) ： 3 4 4 5 4 蔡羽 ， 孔令 伟 ， 郭爱 国， 等 剪应变率对湛 江强结构性黏土力 学性状的影 响 J 岩土力学， 2 0 0 6 ， 2 7( 8 ) ：1 2 3 51 2 4 0 C a i Yu， Ko n g L in g we i ， Guo Ai g u o ， e t a 1 E ffe c t s o f s h e ar s t r a in r a t e o n m e ch ani ca l b e h a v i o r o f Z h a n j i a n g s t r o n g s t r u ct u r e d cl a y R o ck a n d S o i l Me ch a n i cs ， 2 0 0 6 ， 2 7 ( 8 ) ：1 2 3 51 2 4 0 5 孙吉主 ， 王勇 ， 孔令伟 湛 江海域结构性软 土的边界面 损伤模 型研究 J 岩土力学 ， 2 0 0 6， 2 7 ( 1 ) ： 9 91 0 3 S u n J iz h u， Wa n g Yo n g， Ko n g L in g we i S t u d y o n b o u n d in g s u r f a ce d a m a g e mo d e l f o r s t ruct u r a l s o f t s o i l i n Z h a n j i a n g s e a a r e a R oc k and S o i l Me ch ani cs ， 2 0 0 6 ， 2 7 ( 1 ) ： 9 91 0 3 6 孔令伟，吕海波 ， 汪稔 ， 等 某防波堤下卧层 软土的工程特性状 态分析 J 岩土工程学报 ， 2 0 0 4， 2 6 ( 4) ： 4 5 4 4 5 8 Ko n g L in g we i， Lv Ha ib o， W a n g Re n， e t a 1 An al y s is o n e n g in e e ri n g p r o p e rt y o f u n d e r ly in g s o f t s o il s t r a t u m o f a b r e a k wa t e r C h in e s e J o u r n al o f G e o t e ch n i ca l E n gi n e e ri n g ， 2 0 0 4， 2 6 ( 4 ) ： 4 5 4 4 5 8 7 孔令伟 ，吕海波 ， 汪稔 ， 等 湛 江海域结构性海洋土自 勺 _工程特性 及其微观机制 J 水利学报 ， 2 0 0 2， ( 9 ) ： 8 28 8 Ko n g L in g we i ， L v Ha ib o， W a n g Re n， C t a 1 En g in e e ri n g p rop e r t ie s and m i cr o me ch ani s m o f a s t r u ct u r a l ma r iB e s o i l i n Z h a n j i n g s e a a r 4 5 4 J o u r n a l o fE n g i n e e r i n g G e o l o g y 工程地质学报2 0 1 1 8 9 1 0 e a J o u rna l o f Hy d r a u li c E n g i n e e r i n g ， 2 0 0 2 ， ( 9 ) ： 8 28 8 魏汝龙软黏 土 的 强度 和 变 形 M 北京 ：人 民交 通 出版 社 ，1 9 8 7 We i R u l o n g S t r e n g t h a n d D e f o r ma t i o n o f S o ft C l a y B e r i n g ：C h i n a Co mmu n ica t io n s P r e s s ，1 9 8 7 张先伟 ， 王常明， 李忠生 ， 等 不 同地区结构性软士基本性质的 对比研究 J 工程勘察， 2 0 1 0 ， 3 8 ( 5 ) ： 6 1 0 Z h an g Xianwe i， W a n g C h a n g min g， Li Z h o n g s h e n g ， e t a1 Co n t r a s r in g s t u d y o nf u n d a me n t a l p r o p e r t ie sof s t r u ct u r a l s o f t cla yin d iff e r - e n tfe a 8 Ge o t e ch n ia ca l I n v e s t in g a t io n a n d S u r v e y in g ，2 0 1 0， 3 8 ( 5 ) ： 61 0 林琛福州市区软土基本性质的研究 J 福建地质， 2 0 0 o ，