CN109975523A - 一种爆炸挤淤泥石混合层工程性质预测方法 - Google Patents

一种爆炸挤淤泥石混合层工程性质预测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种爆炸挤淤泥石混合层工程性质预测方法，包括确定单位长度内分布的填石块数n、块石的平均横截面积A、块石的平均等效粒直径d，由此得到单位面积内块石的填充率m；确定泥石混合层粘聚力及内摩擦角；确定淤泥及填石重度等多步骤。应用本技术方案可实现泥石混合层工程性质的可靠预测，具有预测简单、流程性强和结果可靠的优点。

Description

一种爆炸挤淤泥石混合层工程性质预测方法
技术领域
本发明涉及领域，具体是指一种爆炸挤淤泥石混合层工程性质预测方法。
背景技术
爆炸挤淤是处理深厚软土，特别是水下软土地基较为经济和实用的方法。但对于深厚软土，特别是沿海港湾淤泥厚达30m，该项处理技术仍存在一些问题，比如深厚软土底部难以完全置换，即存在泥石混合层，或存在一定深度的未置换软土层，处理效果欠佳。对于泥石混合层，其工程性质除了与淤泥工程性质相关外，还与填石工程性质、填石填充率等有关。目前，对于泥石混合层的工程性质，如粘聚力、内摩擦角、重度等，尚无可靠的方法进行预测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种爆炸挤淤泥石混合层工程性质预测方法，实现泥石混合层工程性质的可靠预测，具有预测简单、流程性强和结果可靠的优点。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种爆炸挤淤泥石混合层工程性质预测方法，包括以下步骤：
(一)确定单位长度内分布的填石块数n、块石的平均横截面积A、块石的平均等效粒直径d，由此得到单位面积内块石的填充率m，表示为
填石块数n通过钻探取样或物探方法确定，即通过钻探单位长度的深度，数清其填石块数n；块石的平均横截面积A通过统计得到；
(二)取典型淤泥和填石样品，进行直剪试验，分别确定淤泥的粘聚力cm和内摩擦角填石的粘聚力cs和内摩擦角
(三)确定泥石混合层的粘聚力c和内摩擦角由面积置换率得到，
c＝(1-dn)cm+dncs (2)
(四)现场取淤泥和填石的样品，进行密度测试，乘以重力加速度得到淤泥的重度γm和填石的重度γs；
(五)确定泥石混合层的重度γ，根据面积置换率得到，
(六)现场取填石样品，进行渗透性测试，测试出填石的渗透系数ks；
(七)确定泥石混合层的渗透系数k，
k＝mks (5)。
相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：
本发明提供了一种爆炸挤淤泥石混合层工程性质预测方法，能够准确可靠地预测出泥石混合层的工程性质，例如粘聚力、内摩擦角及重度等数据，对于处理深厚软土具有非常积极地作用，具有预测简单、流程性强和结果可靠的优点。
具体实施方式
下文结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
1.一种爆炸挤淤泥石混合层工程性质预测方法，包括以下步骤：
(一)确定单位长度内分布的填石块数n、块石的平均横截面积A、块石的平均等效粒径d，由此得到单位面积内块石的填充率m，表示为
填石块数n通过钻探取样或物探方法确定，即通过钻探单位长度的深度，数清其填石块数n；块石的平均横截面积A通过统计得到；在本实施例中中，单位面积取1m；
(二)取典型淤泥和填石样品，进行直剪试验，将淤泥和填石样品分别放入直剪剪切试验仪里，对样品施加50～300kPa大小不同的正应力，然后施加剪应力，记录破坏时的最大剪应力，通过对正应力与最大剪应力进行线性回归，得到抗剪强度线，进一步求得相应的粘聚力和内摩擦角，其中淤泥的粘聚力cm和内摩擦角填石的粘聚力cs和内摩擦角
(三)确定泥石混合层的粘聚力c和内摩擦角由面积置换率得到，
c＝(1-dn)cm+dncs (2)
(四)现场取淤泥和填石的样品，进行密度测试，乘以重力加速度得到淤泥的重度γm和填石的重度γs；
(五)确定泥石混合层的重度γ，根据面积置换率得到，
(六)现场取填石样品，进行渗透性测试，即将样品放入常水头渗透仪里，通过测量一定时间内通过样品的水流量和水头差，进一步得到填石的渗透系数ks；
(七)确定泥石混合层的渗透系数k，
k＝mks (5)。
以下结合具体数据对上述方法进行更加详细的描述：
某一围堤软基处理爆炸挤淤工程，泥面以上围堤高8m，顶宽9.4m，采用斜坡堤的结构型式。该围堤地质条件较差，存在厚达30m的淤泥层，地层状况为(以泥面为深度零点)：1)0～3m，淤泥混砂，灰黄色；2)3～30m，淤泥，深灰色；3)30～39m，粉质粘土，黄褐色，上部夹少量砂土；4)39m以下，粉质粘土，夹碎石。
在爆炸挤淤过程中，炸药布设在堤头位置，布药宽度为42m，药包平均埋深为15m，药包间距为2m，单药包重量为36kg。爆炸挤淤完毕后采用钻探和物探的方法，检验挤淤效果，即填石置换淤泥的深度及程度。经检验，围堤上部完全由填石置换，填石厚度位于23～28m之间；填石下部为泥石混合层，厚度位于1.4～3.7m之间。某钻孔显示泥石混合层厚度为3.2m，1m深度处的填石块数n为3，根据统计结果，块石的平均横截面积A为0.035m2，由此计算出块石的平均等效粒径d为0.21m，单位面积内块石的填充率m为0.31。进一步，现场取典型淤泥和填石，进行直剪试验，得到淤泥的粘聚力cm为12kPa，内摩擦角为8°，填石的粘聚力cs为3kPa，内摩擦角为37°。然后根据式(2)、(3)计算得到泥石混合层的粘聚力c为6.3kPa，内摩擦角为26°。
现场取典型淤泥和填石，进行密度测试，乘以重力加速度，得到淤泥的重度γm为17.5kN/m3，填石的重度γs为21.3kN/m3，根据式(4)计算得到泥石混合层的重度γ为18.7kN/m3。
现场取填石样品，运回实验室进行渗透性测试，测试出填石的渗透系数ks为24cm/s，根据式(5)计算得到泥石混合层的渗透系数k为7.4cm/s。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (1)

1.一种爆炸挤淤泥石混合层工程性质预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(一)确定单位长度内分布的填石块数n、块石的平均横截面积A、块石的平均等效粒径d，由此得到单位面积内块石的填充率m，表示为
填石块数n通过钻探取样或物探方法确定，即通过钻探单位长度的深度，数清其填石块数n；块石的平均横截面积A通过统计得到；
(二)取典型淤泥和填石样品，进行直剪试验，分别确定淤泥的粘聚力cm和内摩擦角填石的粘聚力cs和内摩擦角
(三)确定泥石混合层的粘聚力c和内摩擦角由面积置换率得到，
c＝(1-dn)cm+dncs (2)
(四)现场取淤泥和填石的样品，进行密度测试，乘以重力加速度得到淤泥的重度γm和填石的重度γs；
(五)确定泥石混合层的重度γ，根据面积置换率得到，
(六)现场取填石样品，进行渗透性测试，测试出填石的渗透系数ks；
(七)确定泥石混合层的渗透系数k，
k＝mks (5)。
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