软土抗剪强度的分析

文/潘震宇 湖州建院岩土工程勘察设计有限公司 浙江湖州 313000

1、前言

湖州地区软土分布广泛，软土的抗剪强度指标作为地基土承载力和基坑围护设计的重要计算依据，对建筑工程有很大影响。

影响软土抗剪强度指标的因素很多，因此对于不同的工程实际应选择不同试验方法所求的指标。现工程中静探及固结快剪法均为较常用的技术手段，在工程勘察中被广泛应用，静探指标曲线亦是作为地区土层性状经验的重要方面。如何将两者建立一定的经验关系，是一种现实可行的地区经验应用。

2、软土的特性及影响软土抗剪强度指标的因素

2.1 软土的特性

软土主要包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。湖州地区软土主要为全新统Q41～Q43及上更新统上组c段Q32c时期的，成因主要为滨海积、冲湖积、泻湖、湖沼积等。

软土其主要物理力学性质有：含水率高，比重小，孔隙比大，压缩性高，强度低，具流变性、触变性和高灵敏度。由于软土地基对建设工程及场地稳定性有诸多不利特性，如剪切变形，压缩沉降，震陷、滑坡等，因此，准确确定软土的物理力学性质，具有重要的意义。

2.2 影响软土抗剪强度指标的因素

土的抗剪强度影响因素是多方面的，其中影响最大的为排水条件、应力历史和剪切速率。故试验模拟条件与实际工程（初始应力条件、应力状态的变化、加荷速率和排水条件）的差异将很大程度上影响数据的准确性。

软土的抗剪强度随着含水率的降低c、φ 值而增大；粘粒含量的增高，c值会相应增大，φ值相应降低。土的均匀性和各向异性，使实际工程和试验条件的剪切面有差异。

不同的试验方法及排水条件所得到的强度参数是不同的，并有其适用性。对于应力历史不同的软土，其抗剪强度亦有很大差别。

常用测定软土抗剪强度的试验的有：直接剪切、三轴压缩试验、十字板剪切试验。在工程建设中，试验方法的选择，应根据软土本身的特殊性和整个工程情况全面考虑，如土层的性质、厚度、排水条件，施工工期的长短等。

3、关系分析

湖州地区采用固快法所求c、φ值数据较多，工程经验丰富。根据本地工程收集的多组软土的静探锥头阻力qc和固快c、φ值，按不同含水量，总结如下表格（统计时剔除了异常数据）：

通过表中数据可见固快c值、含水量与静探指标变化关系明显，固快φ值随静探qc值变化较小，且其区间范围较大，因与土中粘粒与粉粒比例关系较大。

根据表中数据，以固快c值为纵坐标，以静探qc值为横坐标绘制散点图。可见散点分布基本呈线性分布，通过设置趋势线，并求得回归方程，如图1：

得到的回归方程中粉土的相关系数R接近1，可见其回归直线拟合程度较好，固快c值与静探qc值间具有较紧密的相关性。采用显著性检验，取显著度α=0.01，方程F=53.1大于F（1，6）=16.3，P值＜0.01。可见回归方程较可靠，具有实际应用价值。建立固快c值与静探qc值的经验公式如下：

c=23.4qc+1.6 （qc ≤ 0.85MPa）

结语：

分析软土的特性、影响抗剪强度的因素，在选择抗剪强度试验方法时，应根据软土本身的特殊性和整个工程情况全面考虑。通过分析工程中应用较多的直剪固结法抗剪强度指标与含水量、静探指标的关系，初步建立固快c～qc的经验公式，为实际工程提供参考。