标准贯入试验在碳质岩中的应用

标准贯入试验在碳质页岩中的应用摘要：把标准贯入试验引入到碳质页岩的研究中，经过工程实践，取得了显著成效，从而证明把标准贯入试验应用于碳质页岩的研究是可行的。关键词：标准贯入试验碳质页岩数理统计持力层中图分类号：TU473;P642文献标识：B文章编号：1001-2184（2003）02-0037-021.前言标准贯入试验是一种设备简单、易操作、能取样、精度较高、适用性强且积累了较多丰富经验的原位测试技术，是岩土工程勘察中不可缺少的一项野外现场测试方法。但在国内，该技术多用于砂土和粘性土范围，很少用于碳质页岩（软岩）的研究。在深圳市宝荷高速公路跨龙岗河桥工程，曾尝试把标准贯入试验引如到碳质页岩的研究中，并取得了较好的成效。2.标准贯入试验引入碳质页岩的由来龙岗桥的地质环境为早石炭世晚期海退时形成滨海沼泽而发育形成的一套海陆交互相煤系地层，为湘中测水组的砂、页岩互层地层。砂岩、碳质页岩互层在遭受长期风化营力作用下，形成了夹层风化和由上而下风化程度不同的风化岩和残积土。在野外，地质人员往往依据肉眼鉴定碳质页岩风化岩及其残积土，由于其风化岩和残积土在外观形态上很像近。鉴于此，地质人员出于安全考虑，往往把碳质页岩风化岩定得很厚，从而与实际情况有一定出入。原因之二，由于砂岩埋深较深，设计院提出能否把桩基置于碳质页岩中。出于上述两方面的原因，为了准确的划分碳质页岩风化岩及其残积土，故而把标准贯入试验引入到碳质页岩的研究中。3.具体试验原则及操作为了能真实、准确研究碳质页岩的性质，制定了以下试验原则：（1）.为减少实验数据的离散性和增大实验样本容量，明确要求遇到碳质页岩及其残积土就进行标准贯入试验。（2）.为减少岩土参数随深度的变异性和与土工试验结果对比，要求试验时应先取样然后在进行标准贯入试验（以下简称一对一取样）。（3）.结合岩芯钻探，由野外地质人员对标准贯入试验取样进行野外现场鉴定。严格按照标准贯入试验规范和上述试验原则要求，在龙岗桥工程施工勘察中，对碳质页岩及其残积土共计进行了132次标贯，土工试验取样99组，其中一对一取样80组。下面就对这80组具有关联的土样的土工试验结果与标准贯入试验数据进行分析。4.测试资料的整理、分析岩石随风化程度的加剧，其孔隙比势必增大，强度和弹性模量将明显降低。风化岩体强度的降低，其标准贯入试验的标贯击数将较小。故标贯击数N与孔隙比e之间存在一定的关系。在此原则下进行资料的整理工作。（1）.对所有实测标贯击数N’按公式N=αN’进行修正。本文后面提到的标贯击数皆为经杆长修正后的标贯击数。杆长修正系数按表1进行取值，区间值按内插法进行取值。表1标准贯入试验杆长修正系数表昌杆长创（乳L酬）捷≤锋3捐6煤9直12尤15昆18幻21欲＞艺21虏修正系数揭（窗α矮）豪1.0谢0.92径0.86歌0.81皱0.77刑0.73常0.70筹0.7-傍0.03交L迹（报2欺）代.恭作出标贯徒击汗数怠N弯与孔隙任比榴e呆的散点图女，见疫图纵1宫。从散点堪图中可看维出，散点亮较集中的刮区域有三副个淘。纲A圣区辆：旗N<30召,e>0串.8;盐B齿区脂:3殃0等≤界N肾≤上50,0额.5<e葵<0.8漂;纱C扣区耗：越N>50回,e<0闪.5薯5叉。富图瞧1岔只N~e团取散遍拨交点快熊题图蛇（上3较）辣.厚对三个散间点密集区申进行标贯留击数与土牺工试验成矛果进行数窑理统计。狭由于是按膨一对一取棋样的方法盾取样，因烟而试样的咬岩土参数傲的变异特绸征应为均酬一型，仔即论δ焰＜械0.甚3帖。在统计颂过程中剔导除了部分织异常值，做同时结合东野外现场岭对标贯取暑样的地质驳鉴定进行牧综合对比岔分析。统应计分析成规果见旋表侍2仁。从此表服2音中空隙宿比资e株和野外鉴枪定，可以状确坦定清A三区所对应塘的应是碳狸质页岩风偷化形成的北残积土饮，歇B吧区所对应妈的应是强流风化岩。吉也就可以握把霸N=3病0食作为划分岂碳质页岩绝风化形成动的残积土葵和强风化潮碳质页岩却的定性指傲标。在龙候岗桥工程贷勘察中。稀就妥按礼N<3栽0盛为碳质页耗岩风化形闲成的残积表土弄；第3甜0龄≤撒N睬≤钟5匀0吵为强风化突碳质页岩姨。按此标鞭准对整个浑工区进行醋划分后，烫工区内强脆风化碳质顶页岩的顶刺板都有不吸同程度的候提高，平殊均每送桩柿2~5梨m脱。在恐以原N=3耕0幸作为划分执碳质页岩掌风化形成逮的残积土料和强风化悟碳质页岩脖的标准后浸就直接利希用阔表适2崖的标贯击粘数估算桩凭基的桩端重极限端阻掏力和桩周剃极限侧摩转阻力。利平用施默特炕曼港（驼J.H.菌Schm科ertm拐an膀n蹄）提出的瘦予估桩基侄的桩端极糕限端阻力袭和桩周极型限侧摩阻档力的经验芹表（见孤表淋3芬）进行估兄算和利用或表敌2昌中的液性拜指幻数门I渡L战查《建筑屋桩基础规栽范》栏（湖JGJ9梢4-9姑4弓）予估桩争基的桩端辈极限端阻寇力和桩周碍极限侧摩井阻力。搭表胸3湿嗽利用标贯铁击名数勿N阵估算桩基著的桩端极孔限端阻力许（坑q唱p电）和桩周毁极限侧摩艺阻力锹（香q愤s泻）咱类赵考滚别焦参始越师烫变扔遣逆量递q意p活(止kPa)斯q昏s调kPa)劳粘乞肆尽性纲戴固土撞169.倚6N惕4.2N海软石灰岩凤等榆386.翁1N职1.1N嘱注牺：灶N苗为标贯击校数耗利用上述廊两种方法凉进行予估奏后的估算距值见故表难4觉，发现利稳用施默特股曼的予估星表估算的唉极限侧摩呼阻力值核（存q怕s昂）比查规冤范的估算形值贡小菠,洪且予估表蔑估算的桩摩端极限端哲阻力怨（奔q碑p侨）比查规车范的估算构值大。但团考虑把强知风化碳质银页岩类比槐为液性指靠数预0.25者<I贩L糊<0.叹5歌的粘土具膛有较多的键安全储备险，就采用旧了查规范巩所得的予连估值。由膝于桩长皆主大室于娘15辟m桐，且全部怕为端承摩姑檫桩，桩梦端承力应拣多作安全弹储备，故厉桩端极限肃端阻力取绸小值。于柳是向设计腾院提供查肚规范所得区的岩土参排数。并说咬明桩端可然置于强风冬化碳质页饺岩中，同源时提高了奔强风化碳边质页岩的遗顶板界限让。检表婶4龄声利用两种经方法确定颜的桩端极样限端阻力俊（特q意p冬）和桩周彩极限侧摩独阻力枪（婶q赤s盛）对比表项项目方法坛岩土体名壤称暖查表利用样的参数土桩端极限袭侧摩阻力劫（涌q同p派）夫粥（鹅kP边a蜘）滔桩周极限栏端阻力炉（奉q巷s懒）显（唇kP箩a破）障备扛作君注掀查建筑桩津基础规范奋（题JGJ9蛛4-9召4代）最碳质页岩示残积土携液性指数特（蛋I辅L颂）农40魄1500炎把强风化厦碳质页岩炕类比为液块性指画数晕0.25超<I舞L搜<0.询5廉的粘土壤强风化碳灶质页岩闸60两3500浓施默特曼舅予估表氧碳质页岩押残积土微标贯击数面（伐N巩）驱45杰2400流强风化碳酷质页岩柏37.5隆1405联0状5馋.位设计与桩躺基施工沃设计院利缝用提供的欣岩土参数尝进行设计夕验算，验梦算结果完链全满足设表计提出的牲承载力要建求。在业躲主、监理主、设计、悼勘察、施萝工共同参冈加的验桩掘会议确定隔了苗有挪2霸1镰根桩的桩毅端持力层充置于强风垃化碳质页邪岩中，而铺没有把桩遥端置于埋字深较深的渴砂岩上。头缩短了原蔬设计桩长恳，为工程维节省了资贤金。禾6故.妻工程回访缩龙岗桥咐于扁200粉1捧年删9趟月建成，课经过一年掌多的运行尽，桩基沉念降已基本度达到稳定积，运行状炸况良好。植沉降观测宾资料表明唤：桥基的核沉降值没雅有超出设逝计范围，台桥基是安岭全的、可纸靠的。龙睛岗桥的正杠常运行说鸦明勘察成棚果满足设佣计要求，岭把标准贯铺入试验引万入到碳质缠页岩中的腹研究是可河行的、成胀功的。商7慧.掠结耳喇城语鹅（养1侄）掌.勤龙岗桥的妨正常运行紫，证明利淋用标准贯雪入试验来纠划分碳质帽页岩风化味带可行的兼。对于确受定地基持腐力层，充叼分利用风专化岩具有高现实意义爱。蚊（居2益）叨.方宿标准贯入滩试验方法凝本身的粗乔糙性，使光其不能准驴确的确定曲桩端极限税端阻力和带桩周极限织侧摩阻力栗，且少有酱这方面的舌经验。望锹各位同仁悔，在软岩滔的研究中诸多尝试使葡用该试验能方法，以诞积累利用樱标准贯入幸试验确定桃软岩的桩厨端极限端狠阻力和桩武周极限侧梳摩阻力的夕经验。遮作者简介跨：嚷布赛级张登旺艘（则1975碗~央），男，蛙四川中江荒人，工程扎学士，四球川省水利苍水电勘测细设计研究钳院助理工俘程师，从丽事水利水圾电工程及纽岩土工程片勘察。那表钩2蛾恭土工试验窄、标贯试痕验及野外澡鉴定综合尖分析表夹分区钩统计项目挽天然含水搂量费天然重度怠比重存孔隙比放液限扔塑性指数享液性指数倒压缩系数粒直剪试验伙标贯击数三野外鉴定挂描述际ω铺γ廊Gs暴e索ω厚p缓Ip锤I趣L阅α瓶0.1~按0.2隶φ昼C茎N易(循%)矿kN/m净3扣(充%)祝MPa对-1嫌(铅°)名kPa骗A滴区伯N<30割统计组数冈23轿27睁27燃23组20摊18谦20蝇18木15钳15沈22朴黑色粘性腹土，可塑宪状。群范围值缎10.9崭~35.境1伯15.4捐~22.廊3私2.29御~2.9卖5估0.81池7~1.嗓035公20~5场1烘5.3~沈19.5仇0.32掏8~0.霸734丹0.2~泽0.56刑10.4挠~30.慢5镜23~4胃1版12~2经9触算术平均鹿值恭19.8声19.9衬2.61蹲0.97常5厘30.1代11.6对0.50探0.32恭19.4菊31搅23按标准差闪5.40里1.27党0.09照0.18偿5章5.55嘱2.9怀0.14缓0.00塘9符4.96摆9颠6.85肚变异系数每0.27猪0桌0.06额0.03馋4叼0.19尿0.18败5箭0.25隶0.27寒5猴0.27方8锯0.25垒5厘0.29籍7言0.29偷8述B秒区散3准0绑≤每N蛾≤照50哭统计组数得41侨42辆42登35开20讽20呼35蓝10代11寄36舒强风化碳识质页岩，隆裂隙发育弃，岩体结喉构疏松，田岩芯呈土基柱状，手衔捏易碎。撇范围值河6.7~闸31.2耀17.6肢~23.鹊0敲2.67蚂~3.0挨1丧0.50爬4~0.鼓760直2~14希.8壶0.22绳~0.5驱7损0.15轨~0.4根5留11.4比~34扎20~5阶7患31~4缝9哥算术平均嚼值泻17.6洋20.5殊2.80黎0.58动1竟9.8彩37.3依0.2孙23榆37.3辫37.5眼标准差肚5.23宫1.0伯0.1思0.09剑9惧2.0贱10.7昏0.1舍5.3拖10.7声5.9梦变异系数衔0.29倡7亩0.04雄9命0.03羽6难0.17蔬2燥0.20蠢1夜0.28节6伸0.27伯4往0.23钳