余姚市交通规划设计研究院 浙江余姚 315400
摘要：为了研究不同成因类型硬壳层的物理力学指标差异性，本文通过对余姚境内由湖相沉积和滨海相沉积的硬壳层土进行室内土工试验分析，得到了硬壳层的各项物理力学指标，然后对其数理统计分析。结果表明：（1）无论是湖相沉积还是滨海相沉积硬壳层土的含水率w、天然湿密度ρ、天然孔隙比e、饱和度Sr、塑性wP，差异性较小。（2）黏聚力c、内摩擦角φ具有明显的成因差异性，滨海相沉积硬壳层土的黏聚力较湖相沉积的小，而滨海相沉积硬壳层土的内摩擦角较湖相沉积的大。研究结果可为余姚地区岩土工程勘察、设计及施工提供借鉴意义。
关键词：物理力学指标；硬壳层；统计分析；
1引言
余姚地区淤泥质土分布广泛，其上部普遍分布一层厚度约1~3m的硬壳层。硬壳层常常作为路基的天然持力层，其对道路建设具有重要的工程意义。本文在广泛收集和整理余姚湖相沉积硬壳层和滨海相沉积硬壳层土物理力学指标资料的基础上，并进行物理力学指标的统计与分析，为余姚地区岩土工程勘察、设计及施工提供借鉴意义。
2 余姚地区硬壳层土的物理力学指标统计方法
本文对余姚地区不同区域处的淤泥质土土样进行统计分析，选取的物理指标有天然湿密度ρ、天然含水量w、天然孔隙比e、液限wL、塑限wP、塑性指数IP、液性指数IL；力学指标有压缩系数a1-2、压缩模量E1-2、黏聚力c、内摩擦角φ。统计方法如下：
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式中：
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为平均值，
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为标准差，
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为变异系数。
根据室内试验结果对两个成因类型的硬壳层土进行物理力学指标统计，详见表1、表2。
表1 余姚湖相沉积硬壳层物理力学指标统计结果
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由表1统计结果表明：①就变异系数而言，含水率w、天然湿密度ρ、相对密度ds、天然孔隙比e、饱和度Sr、液限wL、塑限wP、塑限指数IP、黏聚力c、内摩擦角φ，变异系数较小；而液限指数IL、压缩系数a1-2、压缩模量E1-2，变异系数较大。
②液限指数的变异系数较大，变化范围0.3~1.2之间，平均值为0.6。说明湖相沉积硬壳层基本上呈可塑状，局部呈流塑~软塑状。
表2 余姚滨海相沉积硬壳层物理力学指标统计结果
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由表2统计结果表明：①就变异系数而言，物理指标的变异系数较小；而力学指标的变异系数较大。
通过对表1和表2的对比分析：
（1）无论是湖相沉积还是滨海相沉积硬壳层土的含水率w、天然湿密度ρ、相对密度ds、天然孔隙比e、饱和度Sr、塑限wp，差异性较小。
（2）无论是湖相沉积还是滨海相沉积硬壳层土的压缩系数a1-2、压缩模量E1-2，差异性较大。
（3）黏聚力c及内摩擦角φ具有明显的成因差异性，滨海相沉积硬壳层土的黏聚力较湖相沉积的小，而滨海相沉积硬壳层土的内摩擦角较湖相沉积的大。分析原因：滨海相沉积的硬壳层中粉粒含量占比较高，因而内摩擦角较大。而湖相沉积的硬壳层中，黏粒含量占比相对较高，因而黏聚力较大。
3结论
通过对余姚地区软土硬壳层物理力学指标统计分析后，得出以下结论：
（1）总体而言，无论是湖相沉积还是滨海相沉积硬壳层土的物理指标变异相对较小，其中湖相沉积硬壳层的液限指数IL变异系数较大。
（2）滨海相沉积硬壳层的力学指标变异系数较大，而湖相沉积硬壳层抗剪强度指标变异性较小。
（3）余姚地区软土硬壳层抗剪强度指标具有明显的成因差异性。分析原因：滨海相沉积的硬壳层中粉粒含量占比较高，因而内摩擦角较大。而湖相沉积的硬壳层中，黏粒含量占比相对较高，因而黏聚力较大。
参考文献：
[1]夏银飞，吴代华，文建华.珠江三角洲软土物理力学指标统计分析[J].公路交通科技，2008，25（1）
[2]刘用海.宁波软土工程特性及其本构模型应用研究[D].杭州：浙江大学.2008.
[3]樊友杰.公路路基硬壳层的工程特性及利用研究[D].武汉.中国科学院.2010.