动力触探确定碎石土承载力的方法.pdf

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1、动力触探锤击数确定碎石土承载力的计算方法黄歆南宁摘要：本文通过对分析《规范》中重型圆锥动力触探锤击数平均值与碎石土承载力的对应关系，建立数学方程，回归反演出一种计算碎石土承载力标准值的简便方法。关健词：动力触探地基承载力1前言在工程地质勘察中，地基承载力是一项重要的问题之一，是建筑物基础设计的重要参数。碎石土的地基承载力测试，由于碎石土的结构性质特点，原状土很难取到，室内试验难以取到有关参数，一般测试碎石土的承载力，最直接的方法就是载荷试验，而最快速简便的方法则是动力触探测试。《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中说明

2、，划分碎石土密实度的主要依据是重型圆锥动力触探锤击数N63.5，《规范》是根据以往已积累的大量的动力触探锤击数N63.5与承载力标准值fk的资料数据，制定了按N63.5划分划分碎石土密实度的标准。碎石土的承载力主要与密实度有关，也正说明碎石土的承载力与动力触探锤击数N63.5有关。2动力触探锤击数N63.5与碎石土承载力的关系根据《规范》所提供的动力触探锤击数N63.5图1N63.5与承载力的关系图与碎石土承载力的对应关系数据（表1），绘制出它们的关系图（图1）。表1N63.5与承载力的关系N63.53456810121416σ0（k

3、Pa）140170200240320400480540600N63.5182022242628303540σ0（kPa）6607207808308709009309701000注：1．适用的深度范围为1~20m；2．表内的N63.5为经修正后的平均击数。从图1动力触探锤击数N63.5与承载力fk的关系图分析，所构建的数学模型可综合简化成两个类型，一类模型是线性多项式fk=aN+a0（3≤N＜20＝，另一类模型是曲线多项式fk=b㏒N+b0（20≤N≤40）。根据表1中的数据，对建立的数学模型进行回归分析。12.1线性多项式fk=aN+

4、a0（3≤N＜20）（1）回归线性方程的确定在这个双变量频数函数中，采用最小二乘法对其进行回归计算a和a0值。根据表1中的数据计算：动探锤击平均数N=9.6，承载力平均值f=375kPa，LNN=248.4，Lff=319850，LNf=8900，计算得出a=35.8，a0=31.3，因此线性回归方程为fk=35.8N+31.3（3≤N＜20）。（2）线性回归的显著性检验由于采用最小二乘法求回归方程的过程中，并没有事先假定两个变量之间一定具有线性相关系，因此用线性相关系数对方程进行显著性检验，相关系数r=LNf/LL=0.9985，假

5、设α=0.001，自由度为8，查表得r0.001=0.8721，NNffr＞r0.001，说明动探锤击数（3≤N<20）与承载力之间的关系线性相关程度高度显著。2.2曲线多项式fk=b㏒N+b0（20≤N≤40）（1）回归曲线方程的确定所构建的数学模型为一个对数函数，显然动探锤击数与承载力之间的关系并不是线性的，为了方便计算，简化成线性问题来解决。令N＇=㏑N，则fk=bN＇+b0，采用最小二乘法对其进行回归计算a和a0值，根据表1中的数据计算：动探锤击平均数N＇=3.31，承载力平均值f=875kPa，LNN=0.3793，Lff=

6、63400，LNf=151.95，计算得出b=401，b0=-452，因此曲线回归方程为fk=401㏑N-452（20≤N≤40）。（2）显著性检验将动探锤击平均数N63.5代入曲线回归方程fk=401㏑N-452（20≤N≤40），2先求出各N63.5相应的fk＇值，后求得Q=2539，曲线回归相关指数R＝21-Q/Lff=0.9599，R十分接近1，表明曲线相关关系很显著。3程序计算的实现实现程序计算的关键，需要有一个判断选择的过程，当输入动探锤击数，首先判断该数据的范围，选择相应的数学模型。3≤N＜20fk=35.8N+31.3

7、输入动探锤击数结果fk20≤N≤20fk=401㏑N-452图2程序流程图采用VB编写实现，代码如下：SelectCaseNCase3To19.999fk=35.8*N+31.3Case20To40fk=401*Log(N)-4522CaseElseMsg=MsgBox("动探锤击数超出范围",vbYesNo)EndSelect采用计算机程序计算的实现，给承载力计算结果更为方便和准确性。4工程实例广西横县某工程的工程地质勘察，揭露地层主要有红粘土、角砾碎石土和灰岩，其中碎石土埋深2~6m中，灰岩埋深较大，勘察报告建议基础形式采用天然地

8、基浅基础，以碎石土为持力层。勘察中在碎石土层做重型圆锥动力触探57段，实测单段值为4~34击，修正后平均锤击数为N=12.3击，呈中密状，报告建议该碎石土层地基承载力特征值fak=260(kPa)。根据本文提供的回归曲线