海南后水湾海域浅层粘土的工程地质特性评价

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1、第31卷第4期海南大学学报自然科学版V01．3lNo．42013年12月NATURALSCIENCEJOURNALOFHAINANUNIVERs]nDeC．2013文章编号：1004—1729(2013)04—0317—06海南后水湾海域浅层粘土的工程地质特性评价刘文涛，石要红，曾宁烽’(1．广州海洋地质调查局，广东广州510075；2．国土资源部海底矿产资源重点实验室，广东广州510075)摘要：利用后水湾内两口工程地质钻孔，分析了后水湾海域浅层粘土的工程地质特性，对钻孔中各层粘土的物理力学指标进行了统计分析，结果显示：第二层粘土的物理指标的变异性

2、大于其他两层，压缩系数和抗剪强度指标分别与主要的物理状态指标间的相关性呈现相反的特征；研究区浅层粘土的压缩系数与含水率、天然密度、饱和度及孔隙比成较好的线性关系；黏聚力及内摩擦角与含水率、天然密度、孔隙比及液性指数呈曲线相关，以幂函数曲线拟合度最高．关键词：粘土；后水湾；物理力学指标；统计分析中图分类号：P736．22文献标志码：A粘土是我国近岸海域一种重要的土质类型之一，广泛分布在海湾、泻湖、滨海平原等低能海洋环境区．全新世以来沉积的淤泥质粘土土质松软，具有高含水率、软塑或流塑状、高压缩性以及低抗剪强度等特征，而在南方近岸海域广泛分布的老粘土形成于

3、晚更新世以前，土层经过压实作用，粘土结构紧密，压缩性低，抗剪强度显著增高，是较好的地基持力层⋯．随着海底工程活动的日趋频繁，研究海底粘土的工程地质特性对区域内工程特性评价具有重要的意义．后水湾位于海南岛西北部，琼州海峡西口，介于儋州湾与澄迈湾之间．湾口中央有邻昌岛和头排作为天然屏障，避风条件良好，是一个具有一定开发价值的天然海湾．后水湾属玄武岩台地海岸，多为基岩海岸．海岸的岬角和河溪人海口较多，沿岸多小海湾．湾内水深变化不大，5—12m水深占据海湾大部分区域u2]．海域内沿岸工程开发活动较少，海域内浅部土层的工程特性研究亦较少．鉴此，本文利用后水湾外

4、海域内的两口浅钻孔对其粘土的工程地质特性进行了分析和研究．1数据来源与分析方法图l研究区及钻孑L位置示意图1．1数据来源广州海洋地质调查局分别于2011年9月和12月对后水湾海域开展了2次调查(见图1)，获得40in浅钻两口，土工试验为42组，其中粘性土37组，砂性土5组．粘性土分析项目包括：含水率、土粒比重、密度、界限含水率,uu三轴收稿日期：2013—05—07基金项目：中国地质调查局“华南海岸带地质环境综合调查评价”项目(1212011088115)作者简介：刘文涛(1985一)，男，山东临沂人，广州海洋地质调查局助理工程师，硕士．318海南大

5、学学报自然科学版2013焦试验和室内压缩试验；砂性土分析项目有含水率、密度、土粒比重、颗粒分析．1．2分析方法土体物理力学指标在垂向和水平方向上都存在着变异性J，这种变异性是由多种因素造成的，其中土体本身内在的变异性是最主要的原因，其次取样、试验误差等多种随机因素也可造成这种变异性．通过概率统计的方法可有效地降低随机因素对土体特性带来的影响，有效地分析土体固有的变异性，并评价其工程地质特性．国内外自20世纪七八十年代就已经应用概率统计的方法对岩土参数的统计特性进行了大量的研究_4J，相关分析、变异性分析和回归分析是常用的统计分析方法u5．本文运用变异

6、性分析、相关性分析和回归分析计算了后水湾浅层粘性土的物理力学指标的变异系数和相关系数，初步探讨了区域内粘土的力学指标与物理指标间的回归方程．2浅层粘土工程地质特征岩性柱含水率(％)天然密度(咖)孔隙比黏聚力(kPa)压缩系数(MPa一-)040801．622．400．81．62．4040801200123L——L—。———L——L．—上JL——J—J．．L——l——一L——J————．L——J———__J0‘i囊●一———_-■“．．-、’■‘_●’t10H●．_-●—·—赚k■●_-··—一厂世嫩·●----l20●———I·●————I●H●——

7、—一●30--I÷。。’·’·。-H●，．f．{●I图2ZK1钻孔土层划分与主要物理力学指标垂向变化2．1土层划分及主要特征研究区浅层土主要为高液限粘土(CH)和低液限粘土(CL)．根据ZK1和ZK2揭示的土层，区域内浅层粘土可划分为3层(见图2)．3层粘土分别以中砂(M)和角砾(G)层为分界层，厚0．5—1m．第一层(表层)粘土以高液限粘土为主，含少量低液限粘土，青灰色或灰色，厚5．6～13．9171，含水饱和，粘性强，含大量贝壳碎屑，呈软塑或流塑状，抗剪强度低，黏聚力平均为5．0kPa，压缩性中等．在粒度组成上，粘粒含量略高于粉粒，粘粒含量随深度

8、逐渐增加，由46．1％增加到63．8％，而粉粒含量则随深度减少，由51．7％减少到34．5％．砂粒含量极少，