谢敏 钟素娟

摘 要：对福州可门港原状软土进行一维固结压缩和界限含水率试验。得到了福州地区滨海软土由弹性状态向塑性状态变化过程中其固结屈服应力、压缩模量、液限、塑限与土层深度的关系，对试验结果进行分析可知，福州软土的固结屈服应力随着土层深度的增加而增加，不同深度的土样，其固结屈服压力和有效上覆压力相差不大，超固结比OCR在1附近，但土样的压缩模量、液限、塑限与土层深度关系不大。

关键词：软土；固结屈服应力；压缩模量；OCR塑限

中图分类号：TU447 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）33-0062-03

Abstract： One-dimensional consolidation compression and limited water content tests of undisturbed soft soil in Fuzhou Kemen Port were carried out. The relationship between the consolidation yield stress， modulus of compression， liquid limit， plastic limit and the depth of soil layer in the process of changing from elastic state to plastic state of coastal soft soil in Fuzhou area is obtained. The consolidation yield stress of Fuzhou soft soil increases with the increase of soil depth. There is little difference between the consolidation yield pressure and effective overburden pressure of soil samples with different depth. The over-consolidation ratio OCR is about 1. However， the modulus of compression， liquid limit and plastic limit of soil samples have little to do with the depth of soil layer.

Keywords： soft soil； consolidation yield stress； modulus of compression； OCR plastic limit

1 概述

福州可门港属滨海软土地区，该地区存在较大厚度的淤泥软土层。本文通过对福州地区软土进行一维固结压缩试验和界限含水率试验，以期获得福州地区滨海软土在荷载作用下由弹性状态向塑性状态变化过程中其固结屈服应力、压缩模量、液限、塑限、与土层深度的关系，研究结果可为滨海地区软土的力学特性提供参考。

2 一维固结压缩试验

一维固结压缩试验采用杠杆式标准固结压缩仪。竖向荷载施加等级为3.125kPa～1600kPa。

由于传统的Casagrande法确定原状土的固结屈服应力容易失真等缺点，Butterfield首次提出来将e-lgp半对数坐标转换为ln（1+e）-lgp双对数坐标来描述土的压缩性，双对数坐标可以用两条直线很好的表示土体屈服前后的压缩曲线，两条直线交点对应的应力为先期固结屈服应力（固结屈服应力）。许多国内外学者已通过大量试验验证双对数法确定原状粘土固结屈服应应力的有效性[1，2]。将各土样的e-lgp压缩曲线转换为ln（1+e）-lgp双对数曲线，如图1、图2所示。

由图1、图2可知，淤泥土样的压缩性质可用两条直线很好的表示，两条直线交叉点左侧直线为土体固结屈服前阶段，右侧直线表示土体固结屈服后阶段。对比不同深度原状淤泥土样的双对数固结压缩曲线可知，深度不同的原状淤泥的双对数曲线总体变化规律相似，但淤泥土样的固结屈服应力随深度增加而快速增大，这是因为土体的结构性、埋深、初始含水率不同等因素差造成的。

由双对数法确定原状淤泥的有效上覆压力和固结屈服压力见表1。由表可知，所有土样的超固结比OCR在1附近，即使是深度不同的淤泥土样，其固结屈服压力和有效上覆压力相差不大。因此可以判断该区域主要为正常固结或弱超固结土体。这是受到结构性影响的天然沉积土的主要特征之一[3，4]。

一维固结压缩试验共进行了6组，得到了试样在3.125kPa～1600kPa下的压缩模量，见汇总表2。

由表2，图3可知，同一深度的土样，当轴向压力由3.125kPa緩慢增加至100kPa时，竖向压缩模量相应增加得较为缓慢，当轴向压力由100kPa快速增加至1600kPa时，竖向压缩模量迅速增加。在同一轴压下，随着土层深度的增加，竖向压缩模量在一定范围内波动，总体变化却不大。

3 界限含水率试验

界限含水率是各种软土处于塑性状态含水率的度量值。以试样KY-1#10.0为例，绘制圆锥下沉深度与含水率关系曲线如图4所示。由图可得，当圆锥锥入深度为2mm时，对应竖坐标含水率为塑限27.88%。当圆锥锥入深度为17mm时，竖坐标对应的含水率为液限65.06%；同理可得试样其它试样的塑限、液限、塑性指数和液性指数，见表3。

由表3可得，随着土层深度的增加，土样的塑限、液限、塑性指数和液性指数虽然在一定范围波动，但总体变化并不大，塑限在28%左右，液限在63%左右，塑性指数在35%左右，液性指数在0.95到1.60之间变化。

4 结束语

（1）一维维固结压缩试验

中固结屈服应力随着土层深度的增加而增加；深度不同的淤泥土样，其固结屈服压力和有效上覆压力相差不大，超固结比OCR在1附近，该区域主要为正常固结或弱超固结土体；同一深度的土样，随着各级轴向压力增加得缓慢，竖向压缩模量相应增加得缓慢，随着各级轴向压力迅速增加，竖向压缩模量也相应迅速增加；同一轴向压力下，随着土样深度的增加，竖向压缩模量总体变化不大。

（2）土样的塑限、液限、塑性指数和液性指数随着土层深度的增加变化都不大。

参考文献：

[1]ONITSUKA K， HONG Z， HARA Y， et al. Interpretation of oedometer test data for natural clays[J].Soilsand Foundations，1995，35（3）：61-70.

[2]HONG Z， ONITSUKA K. A method of correcting yield stress and compression index of Ariake clays for sample disturbance [J]. Soils and Foundations， 1998，38（2）：211-22.

[3]吕海波，汪稔.结构性对琼州海峡软土压缩特性的影响[J].岩土力学，2001，22（4）：46

7-469.

[4]雷华阳，肖树芳.软土结构性的试验研究及其对工程特性的影响[J].吉林大学学报：地球科学版，2004，34（1）：106-110.