(完整版)岩土参数计算

n 1

1i m i n ??==∑

根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)，表征岩土工程性质的主要参数的特征值：

⑴ 岩土参数的算术平均值： 根据公式：∑=Φ=Φn

i i n m 1

1 （3-1） ⑵ 岩土参数的标准差： 根据公式：???????????? ??--=

∑∑=n i i i f n n 122111φφσ （3-2） ⑶ 岩土参数的变异系数： 根据公式：m f φσδ= （3-3）

上几式中： Φm -算术平均值，σf -标准差，δ-变异系数

Φi ——岩土的物理力学指标数据；n-参加统计的数据个数。

① 先用公式（3-1）和《物理力学指标统计表》求含水比αw 、液塑比Ir 的平均值a w 、I r ；

② 根据a w ，I r 查《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（用线性插值法）

得f 0；

③ 根据公式（3-2）和（3-3）分别求w a , Ir 的标准差f σ和变异系数δ； ④ 求综合变异系数δ和回归修正系数f ψ，查表得第二指标的折算系数ξ，根据公式：21ξδδδ+=得δ，根据公式：δψ???? ??+-=2918.7884.21n n

f 得f ψ。 ④ 根据公式：

f

ak f f ψ?=0求承载力ak f 。

预估单桩竖向承载力如下：

⑴ 静压预制桩：据勘察成果，按预制桩规格为450mm ×450mm 的方桩，桩端进入圆砾⑥层2m 。取ZK10号钻孔估算静压预制桩单桩竖向极限承载力Q u =4651.3kN （《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72—2004）中式 D.0.1

p ps i sis u A q l q u Q ?+?=∑s β）

。 单桩竖向承载力特征值R a = Q u /K=2326kN （K=2）

最终单桩竖向承载力应通过现场静载荷试验确定。

⑵ 钻（冲）孔灌注桩：据勘察成果，桩径按2000mm ，桩端进入泥岩⑦层1.5m 。取ZK10号钻孔估算单桩竖向极限承载力Q u =195722kN （《高层建筑岩土工程勘察

规程》（JGJ72—2004）中8.3.12条∑∑==++=n i n

i p pr ri sir r i sis s A q h q u l q u Q 11u ）。

单桩竖向承载力特征值R a = Q u /K=9786kN （K=2）

根据压缩试验结果，计算各级压力下的ei ，计算压缩系数和压缩模量。 根据剪切试验结果，绘制τ－σ曲线，直接求得内摩擦角φ、粘聚力C

直剪试验：用直接剪切仪来测定土的抗剪强度的试验，直剪仪一般分为：应力式和应变式，一般我们国家应用较多的都是应变式的。根据加荷的速率的快慢将直剪试验划分为：1、快剪，本方法适用于渗透系数小于10的-6次方的细粒土，试验时在施加垂直力以后，拔去固定销钉，立即以0.8mm/min 的剪切速度进行剪切，使试样3~5分钟剪破，试样每产生0.2~0.4mm 剪切位移时，记录测力计和位移读数，直到出现峰值或者剪切位移达到4mm 记录破坏值，试样得的抗剪强度为快剪强度。2、固结快剪，本方法适用于渗透系数小于10的-6次方的细粒土，试验时在施加垂直力后，每小时读一次变形，直至固结稳定，然后拔去销钉，进行与快剪同样的剪切过程，所得抗剪强度为固结快剪强度。慢剪：试验时加垂直力后，待固结稳定后，再拔去销钉，以小于0.2mm/min 的速度使试样充分在排水条件下剪切，得到的是慢剪强度。对于三种试验所得结果：粘聚力快剪>固快>慢剪，内摩擦角快剪<固快<慢剪

三轴试验：直接量测的是试样在不同恒定围压下的抗压强度，然后根据摩尔库伦原理推求土的抗剪强度。三轴根据固结和排水条件分为：不固结不排水（uu ）固结不排水（Cu ）固结排水（CD ），在进行三种不同方法试验时，都要先使试样在一定的围压下固结稳定，若是UU 就是在不排水条件下围压增加一个增量，然后在不允许水进出的条件下逐渐施加轴向力q 直至试样破坏；若是CU 在允许排水条件下围压增加一个增量固结稳定，然后再不允许水进出的条件下逐渐施加轴向力直至试样破坏；若是CD 在允许排水条件下围压增加一个增量固结稳定，然后在排水条件下逐渐施加轴向力直至试样破坏。所以固结不固结是相对于围压增量来说的，排水不排水是相对于轴向力来说的。

根据压缩试验结果，计算各级压力下的ei ，计算压缩系数和压缩模量 压缩系数：a= (e1-e2)/(p2-p1)

压缩模量：ES1-2=（1+e1/a

根据剪切试验结果，绘制τ－σ曲线，直接求得内摩擦角φ、粘聚力C

回弹模量可以通过回弹再压缩试验曲线，求得各个压力段下的回弹模量。勘察报告一般应该给出。对于粉质粘土，粉土，有时可简单地取压缩模量的2倍来估算回弹再压缩变形

常用的岩土和岩石物理力学参数

(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下： ) 21(3ν-= E K ) 1(2ν+= E G （7.2） 当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5，因为计算的K 值将会非常的高，偏离实际值很多。最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计)，然后再用K 和ν来计算G 值。 表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。 岩石的弹性（实验室值）（Goodman,1980） 表7.1 土的弹性特性值（实验室值）（Das,1980） 表7.2 各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况，横切各向同性弹性模型需要5 中弹性常量：E 1, E 3, ν12,ν13和G 13；正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。这些常量的定义见理论篇。 均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。 横切各向同性弹性岩石的弹性常数（实验室） 表7.3

流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ，如果土粒是可压缩的，则要用到比奥模量M 。纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa 。其取值依赖于分析的目的。分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态（见理论篇第三章流体-固体相互作用分析），则尽量要用比较低的K f ，不用折减。这是由于对于大的K f 流动时间步长很小，并且，力学收敛性也较差。在FLAC 3D 中用到的流动时间步长,? tf 与孔隙度n ，渗透系数k 以及K f 有如下关系： ' f f k K n t ∝ ? （7.3） 对于可变形流体（多数课本中都是将流体设定为不可压缩的）我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。 f 'K n m k C + = νν （7.4） 其中 3 /4G K 1 m += ν f 'k k γ= 其中，' k ——FLAC 3D 使用的渗透系数 k ——渗透系数，单位和速度单位一样（如米/秒） f γ——水的单位重量 考虑到固结时间常量与νC 成比例，我么可以将K f 的值从其实际值（Pa 9 102?）减少，利用上面得表达式看看其产生的误差。 流动体积模量还会影响无流动但是有空隙压力产生的模型的收敛速率（见1.7节流动与力学的相互作用）。如果K f 是一个通过比较机械模型得到的值，则由于机械变形将会产生孔隙压力。如果K f 远比k 大，则压缩过程就慢，但是一般有可能K f 对其影响很小。例如在土体中，孔隙水中还会包含一些尚未溶解的空气，从而明显的使体积模量减小。 在无流动情况下，饱和体积模量为： n K K K f u + = （7.5） 不排水的泊松比为：

勘察岩土参数取值推荐值

汕湛高速公路清远至云浮A3合同段 桥梁摩擦桩、边坡防护、挡土墙等地质参数取值资料根据广东地质条件，结合本项目特征，特提出桥梁摩擦桩、边坡防护、挡土墙等地质参数取值意见，供资料整理中参考。 一、地质参数的确定原则 按照安全可靠、技术经济的原则，结合工程特点及岩土特性，沿线桥梁摩擦桩、边坡防护、挡土墙等地质参数，主要根据规范（根据现场原位测试确定状态或密实度或风化程度、室内试验确定物理性质指标、岩土类别等相关指标查表）、室内试验成果和反分析并结合经验经计算统计分析后综合确定。 编制报告时要注意结合具体工点岩土层物理力学统计结果，在参考表的基础上给出各层的指标。 二、桥梁摩擦桩岩土承载力基本容许值和桩侧摩阻力标准值的确定 各岩土层的承载力基本容许值的取值参考《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）中的相关推荐范围值并结合地区经验进行取值。对于黏性土采用物理指标（一、w）、压缩指标（Es）、标准贯入试验击数（N）进行对比，取其较合理的数般黏性土e、I L 值。砂土、碎石土根据原位测试指标、密实性提出承载力，对于液化的砂土根据折减系数进行了修正。岩石的容许承载力则根据岩样的抗压强度、岩石的裂隙发育程度、岩体的完整性等提供容许承载力。 1、黏性土承载力基本容许值、摩阻力标准值参考表

2、砂类土承载力基本容许值、摩阻力标准值参考表 3、基岩风化层承载力基本容许值、摩阻力标准值参考表 注：混和岩、混合花岗岩、花岗岩，强风化层中颗粒状的取小支值，碎块状的取大值。 三、边坡防护参数的取值 1、土质边坡防护岩土参数的确定 边坡防护岩土参数主要根据室内试验土层物理性质指标、并结合经验经计算统计分析后综合确定。 将全线的路堑边坡100g锥室内试验岩土层物理力学指标进行统计分析，根据统计分

岩土参数的分析与选取

第一节岩土参数的分析与选取 、岩土参数的可靠性 岩土参数是岩土工程设计的基础。岩土工程评价是否符合客观实际，岩土工程设计是否可靠，很大程度上取决于参数选取的合理性。因此，要求所选用的岩土参数必须能够正确地反映岩土体在规定条件下的性状, 能比较真实地估计参数真值所在的区间，从而能够满足岩土工程设计计算的精度要求。 岩土参数可分为两类: 一类是评价指标，用于评价岩土的性状，作为划分地层、鉴定类别的依据；另一类是计算指标，用以设计岩土工程，预测岩土体在荷载和自然因素作用下的力学行为和变化趋势，并指导施工和监测。工程上对这两类岩土参数的基本要求是可靠性和适用性。可靠性是指参数能正确反映岩土体的基本特性，能够较准确地估计岩土参数所在区间。适用性是指参数能满足岩土工程设计的假定条件和计算精度要求。在对岩土工程评价时应对所选参数的可靠性和适用性进行分析，并在此基岩土参数的可靠与否主要取决于两方面的因素：一是岩土结构受扰动的程度； 二是试验方法和取值标准。岩土试样从地层中取出到实验室进行再制样的过程中，土样原来的应力状态及结构均不同程度地受到了扰动。不同的取样方法，所取土样的质量等级不同，对土的扰动程度亦不相同。例如，对于淤泥质黏土采用厚壁取土器锤击法较采用薄壁取土器压入法取样，无侧限抗压强度可降低35%~40%。此外，在实验室制试样过程中，对土样亦有不同程度的扰动。 试验方法对岩土参数也有很大影响，对于同一地层的同一指标，用不同试验标准所得的结果会有很大误差，例如，土的抗剪强度试验可用下列方法测定，而其结果则各不相同。方法有：①室内静三轴试验；②室内直剪试验；室内无侧限抗压强度试验；④原位十字板试验等。因此，进行岩土工程分析评价与设计时，首先要对岩土参数的可靠性和适用性进行分析评价，对土样从采取、制备及测试方法要有全面合理选用。 、岩土参数的统计分析

岩土参数计算

n 1 1i m i n ??==∑ 根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)，表征岩土工程性质的主要参数的特征值： ⑴ 岩土参数的算术平均值： 根据公式：∑=Φ=Φn i i n m 1 1 （3-1） ⑵ 岩土参数的标准差： 根据公式： ??????? ????? ??--= ∑∑=n i i i f n n 12 2 111φφσ （3-2） ⑶ 岩土参数的变异系数： 根据公式： m f φσδ= （3-3） 上几式中： Φm -算术平均值，σf -标准差，δ-变异系数 Φi ——岩土的物理力学指标数据；n-参加统计的数据个数。 ① 先用公式（3-1）和《物理力学指标统计表》求含水比αw 、液塑比Ir 的平均值a w 、r ； ② 根据a w ，I r 查《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（用线性插值法） 得f 0； ③ 根据公式（3-2）和（3-3）分别求w a , Ir 的标准差f σ和变异系数δ； ④ 求综合变异系数δ和回归修正系数f ψ，查表得第二指标的折算系数ξ，根据公式： 21 ξδδδ+=得δ，根据公式：δψ???? ??+-=2918.7884.21n n f 得 f ψ。 ④ 根据公式： f ak f f ψ?=0求承载力ak f 。

预估单桩竖向承载力如下： ⑴ 静压预制桩：据勘察成果，按预制桩规格为450mm ×450mm 的方桩，桩端进入圆砾⑥层2m 。取ZK10号钻孔估算静压预制桩单桩竖向极限承载力Q u =4651.3kN （《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72—2004）中式 D.0.1p ps i sis u A q l q u Q ?+?=∑s β） 。 单桩竖向承载力特征值R a = Q u /K=2326kN （K=2） 最终单桩竖向承载力应通过现场静载荷试验确定。 ⑵ 钻（冲）孔灌注桩：据勘察成果，桩径按2000mm ，桩端进入泥岩⑦层1.5m 。取ZK10号钻孔估算单桩竖向极限承载力Q u =195722kN （《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72—2004）中8.3.12条∑∑==++=n i n i p pr ri sir r i sis s A q h q u l q u Q 1 1 u ）。 单桩竖向承载力特征值R a = Q u /K=9786kN （K=2） 根据压缩试验结果，计算各级压力下的ei ，计算压缩系数和压缩模量。 根据剪切试验结果，绘制τ－σ曲线，直接求得内摩擦角υ、粘聚力C 直剪试验：用直接剪切仪来测定土的抗剪强度的试验，直剪仪一般分为：应力式和应变式，一般我们国家应用较多的都是应变式的。根据加荷的速率的快慢将直剪试验划分为：1、快剪，本方法适用于渗透系数小于10的-6次方的细粒土，试验时在施加垂直力以后，拔去固定销钉，立即以0.8mm/min 的剪切速度进行剪切，使试样3~5分钟剪破，试样每产生0.2~0.4mm 剪切位移时，记录测力计和位移读数，直到出现峰值或者剪切位移达到4mm 记录破坏值，试样得的抗剪强度为快剪强度。2、固结快剪，本方法适用于渗透系数小于10的-6次方的细粒土，试验时在施加垂直力后，每小时读一次变形，直至固结稳定，然后拔去销钉，进行与快剪同样的剪切过程，所得抗剪强度为固结快剪强度。慢剪：试验时加垂直力后，待固结稳定后，再拔去销钉，以小于0.2mm/min 的速度使试样充分在排水条件下剪切，得到的是慢剪强度。对于三种试验所得结果：粘聚力快剪>固快>慢剪，内摩擦角快剪<固快<慢剪 三轴试验：直接量测的是试样在不同恒定围压下的抗压强度，然后根据摩尔库伦原理推求土的抗剪强度。三轴根据固结和排水条件分为：不固结不排水（uu ）固结不排水（Cu ）固结排水（CD ），在进行三种不同方法试验时，都要先使试样在一定的围压下固结稳定，若是UU 就是在不排水条件下围压增加一个增量，然后在不允许水进出的条件下逐渐施加轴向力q 直至试样破坏；若是CU 在允许排水条件下围压增加一个增量固结稳定，然后再不允许水进出的条件下逐渐施加轴向力直至试样破坏；若是CD 在允许排水条件下围压增加一个增量固结稳定，然后在排水条件下逐渐施加轴向力直至试样破坏。所以固结不固结是相对于围压增量来说的，排水不排水是相对于轴向力来说的。 根据压缩试验结果，计算各级压力下的ei ，计算压缩系数和压缩模量 压缩系数：a= (e1-e2)/(p2-p1) 压缩模量：ES1-2=（1+e1/a

岩土工程勘察中常用参数的应用及选择

岩土工程勘察中常用参数的应用及选择 一、岩土参数的应用 1、常规参数及应用

2、剪切试验指标应用 3、热物理指标 地铁工程中用到的热物理指标主要有导热系数、导湿系数、比热容，测定热物理性能试验方法较多，各种不同的方法都有一定的适用范围。常用的热物理指 标的测定方法有面热源法、热线法和热平衡法。三个热物理指标有下列相互关系：

式中ρ—密度（kg/m3）；α—导温系数（m2/h） λ—导热系数（W/m·K）；C—比热容（kJ/kg·K） 地铁工程中，热物理参数主要用于通风设计、冷冻法施工设计中。 4、基床系数 基床系数是地铁地下工程设计的重要参数，其数值的准确性关系到工程的安全性和经济性；对于没有工程积累的地区需要进行现场试验和专题研究，当有成熟地区经验时，可通过原位测试、室内试验结合地区经验综合确定：基床系数是地基土在外力作用下产生单位变形时所需的应力，也称弹性抗力系数或地基反力系数，一般可表示为： K＝P/S 式中K——基床系数（MPa/m）；P——地基土所受的应力（MPa）；S——地基的变形（m）。 基床系数与地基土的类别（砾状土、粘性土）、土的状况（密度、含水量）、物理力学特性、基础的形状及作用面积受力状况有关。基床系数的确定方法如下：地基土的基床系数K可由原位荷载板试验（或K30试验）结果计算确定。考虑到荷载板尺寸的影响，K值随着基础宽度B的增加而有所减小。 对于砾状土、砂土上的条形基础： 对于粘性土上的条形基础： 式中：K1——是0.305m宽标准荷载板的标准基床系数或K30值。 地铁工程中基床系数主要用来进行地基梁计算、衬砌配筋计算、路基计算、支护结构计算等。基坑深度范围内一般进行水平基床系数试验，基底以下土层一般考虑进行垂直基床系数试验。

部分常用岩土经验值

常用部分岩土参数经验值1岩土的渗透性 （1）渗透系数

《水利水电工程水文地质勘察规范》SL373-2007 62~63页 《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99 附录J 66页 （2）单位吸水量 各种构造岩的单位吸水量（ω值） 弱透水；糜棱岩和断层泥不透水或微透水。 摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版113页

摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版118页 注：透水率1Lu（吕荣）相当于单位吸水量0.01。 （3）简易钻孔抽注水公式 1）简易钻孔抽水公式 根据水位恢复速度计算渗透系数公式 1.57γ(h2-h1) K= ——————— t (S1+S2) 式中： γ---- 井的半径；h1---- 抽水停止后t1时刻的水头值；h2---- 抽水停止后t2时刻的水头值；S1、S2---- t1或t2时刻从承压水的静止水位至恢复水位的距离； H---- 未抽水时承压水的水头值或潜水含水层厚度。 《工程地质手册》第三版927页 2）简易钻孔注水公式 当l/γ＜4时 0.366Q 2l K= ———— lg ——— Ls γ 式中：K—渗透系数（m/d）；l---试验段或过滤器长度（m）；Q---稳定注水量（m3/d）；s---孔中水头高度（m）；γ---钻孔或过滤器半径（m）。 《工程地质手册》第三版936页 （4）水力坡降 允许水力坡降等于临界水力坡降被安全系数除，一般安全系数值取2.0~3.0， 即Ⅰ 允= Ⅰ 临 /2.0~3.0。 摘自长春地质学院《中小型水利水电工程地质》1978年139页

土层与混凝土建筑物接触面间发生接触冲刷时的破坏比降除以1.5安全系数得出在无渗流出口保护情况下地基允许渗流比降见上表。 摘自《堤防工程地质勘察与评价》水规总院李广诚司富安杜忠信等。42页 （5）土毛细水上升值 摘自长春地质学院《中小型水利水电工程地质》1978年79页 k 摘自《工程地质手册》（第三版）937页 2土分类及状态、密实度 （1）分类

(完整版)岩土参数计算

n 1 1i m i n ??==∑ 根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)，表征岩土工程性质的主要参数的特征值： ⑴ 岩土参数的算术平均值： 根据公式：∑=Φ=Φn i i n m 1 1 （3-1） ⑵ 岩土参数的标准差： 根据公式：???????????? ??--= ∑∑=n i i i f n n 122111φφσ （3-2） ⑶ 岩土参数的变异系数： 根据公式：m f φσδ= （3-3） 上几式中： Φm -算术平均值，σf -标准差，δ-变异系数 Φi ——岩土的物理力学指标数据；n-参加统计的数据个数。 ① 先用公式（3-1）和《物理力学指标统计表》求含水比αw 、液塑比Ir 的平均值a w 、I r ； ② 根据a w ，I r 查《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（用线性插值法） 得f 0； ③ 根据公式（3-2）和（3-3）分别求w a , Ir 的标准差f σ和变异系数δ； ④ 求综合变异系数δ和回归修正系数f ψ，查表得第二指标的折算系数ξ，根据公式：21ξδδδ+=得δ，根据公式：δψ???? ??+-=2918.7884.21n n f 得f ψ。 ④ 根据公式： f ak f f ψ?=0求承载力ak f 。

预估单桩竖向承载力如下： ⑴ 静压预制桩：据勘察成果，按预制桩规格为450mm ×450mm 的方桩，桩端进入圆砾⑥层2m 。取ZK10号钻孔估算静压预制桩单桩竖向极限承载力Q u =4651.3kN （《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72—2004）中式 D.0.1 p ps i sis u A q l q u Q ?+?=∑s β） 。 单桩竖向承载力特征值R a = Q u /K=2326kN （K=2） 最终单桩竖向承载力应通过现场静载荷试验确定。 ⑵ 钻（冲）孔灌注桩：据勘察成果，桩径按2000mm ，桩端进入泥岩⑦层1.5m 。取ZK10号钻孔估算单桩竖向极限承载力Q u =195722kN （《高层建筑岩土工程勘察 规程》（JGJ72—2004）中8.3.12条∑∑==++=n i n i p pr ri sir r i sis s A q h q u l q u Q 11u ）。 单桩竖向承载力特征值R a = Q u /K=9786kN （K=2） 根据压缩试验结果，计算各级压力下的ei ，计算压缩系数和压缩模量。 根据剪切试验结果，绘制τ－σ曲线，直接求得内摩擦角φ、粘聚力C 直剪试验：用直接剪切仪来测定土的抗剪强度的试验，直剪仪一般分为：应力式和应变式，一般我们国家应用较多的都是应变式的。根据加荷的速率的快慢将直剪试验划分为：1、快剪，本方法适用于渗透系数小于10的-6次方的细粒土，试验时在施加垂直力以后，拔去固定销钉，立即以0.8mm/min 的剪切速度进行剪切，使试样3~5分钟剪破，试样每产生0.2~0.4mm 剪切位移时，记录测力计和位移读数，直到出现峰值或者剪切位移达到4mm 记录破坏值，试样得的抗剪强度为快剪强度。2、固结快剪，本方法适用于渗透系数小于10的-6次方的细粒土，试验时在施加垂直力后，每小时读一次变形，直至固结稳定，然后拔去销钉，进行与快剪同样的剪切过程，所得抗剪强度为固结快剪强度。慢剪：试验时加垂直力后，待固结稳定后，再拔去销钉，以小于0.2mm/min 的速度使试样充分在排水条件下剪切，得到的是慢剪强度。对于三种试验所得结果：粘聚力快剪>固快>慢剪，内摩擦角快剪<固快<慢剪 三轴试验：直接量测的是试样在不同恒定围压下的抗压强度，然后根据摩尔库伦原理推求土的抗剪强度。三轴根据固结和排水条件分为：不固结不排水（uu ）固结不排水（Cu ）固结排水（CD ），在进行三种不同方法试验时，都要先使试样在一定的围压下固结稳定，若是UU 就是在不排水条件下围压增加一个增量，然后在不允许水进出的条件下逐渐施加轴向力q 直至试样破坏；若是CU 在允许排水条件下围压增加一个增量固结稳定，然后再不允许水进出的条件下逐渐施加轴向力直至试样破坏；若是CD 在允许排水条件下围压增加一个增量固结稳定，然后在排水条件下逐渐施加轴向力直至试样破坏。所以固结不固结是相对于围压增量来说的，排水不排水是相对于轴向力来说的。 根据压缩试验结果，计算各级压力下的ei ，计算压缩系数和压缩模量 压缩系数：a= (e1-e2)/(p2-p1) 压缩模量：ES1-2=（1+e1/a

工程勘察中常用岩土工程参数及选用

工程勘察中常用的岩土工程参数及选用

热物理指标 地铁工程中用到的热物理指标主要有导热系数、导湿系数、比热容，测定热物理性能试验方法较多，各种不同的方法都有一定的适用范围。常用的热物理指标的测定方法有面热源法、热线法和热平衡法。三个热物

理指标有下列相互关系： 基床系数 基床系数是地铁地下工程设计的重要参数，其数值的准确性关系到工程的安全性和经济性；对于没有工程积累的地区需要进行现场试验和专题研究，当有成熟地区经验时，可通过原位测试、室内试验结合地区经验综合确定： 基床系数是地基土在外力作用下产生单位变形时所需的应力，也称弹性抗力系数或地基反力系数，一般可表示为：K=P/S 基床系数与地基土的类别（砾状土、粘性土）、土的状况（密度、含水量）、物理力学特性、基础的形状及作用面积受力状况有关。基床系数的确定方法如下： 地基土的基床系数K可由原位荷载板试验（或K30试验）结果计算确定。考虑到荷载板尺寸的影响，K值随着基础宽度B的增加而有所减小。对于砾状土、砂土上的条形基础：

对于粘性土上的条形基础： 式中 K1——是0.305m宽标准荷载板的标准基床系数或K30值。 地铁工程中基床系数主要用来进行地基梁计算、衬砌配筋计算、路基计算、支护结构计算等。基坑深度范围内一般进行水平基床系数试验，基底以下土层一般考虑进行垂直基床系数试验。 桩的设计参数 对于高架敷设方式的轨道工程，一般采用桩基础，部分地下车站设有中间柱时，一般会采用柱下桩基方案，当地下水埋深较浅时，考虑地下结构的抗浮问题，可能设置抗浮桩。 根据规范要求，高架区间线路桩的设计参数依据《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5）提供桩的极限摩阻力fi、地基土的容许承载力σ、地基系数的比例系数m和m0。 高架车站、车站中柱桩、抗浮桩的设计参数依据《建筑桩技术规范》（J GJ94）提供桩的极限侧阻力标准值qsik、极限端阻标准值qpk、地基土水平抗力系数的比例系数m、桩的抗拔系数λ。 地基承载力 对于地铁工程中的地面建筑、路基工程，地基承载力是极为重要的参数，岩土工程勘察报告中要根据不同的要求提供相应的地基承载力参数。

岩土参数的分析与选取

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（一）工程地质单元体的划分 由于自然界中的岩土体成生条件和所处环境的不同，导致岩土体的性质具有明显的非均一性和各向异性。不同工程地质单元体的岩土参数具有较大的变异性，是一个随机变量。而对于同一工程地质单元体来说， 其值域的分布具有相同或相似的规律，可以用数理统计的方法进行分析 与处理。因此，在进行岩土参数的统计分析之前，首先应根据拟建场地 所处的地貌单元、岩性、成因类型、堆积年代等，对勘探深度范围内所 涉及的岩土初步划分工程地质单元（即工程地质层），然后按工程地质 单元体进行岩土参数的统计分析。 （二）各工程地质单元岩土参数的统计分析 岩土工程参数统计的特征值可分为两类：一类是反映资料分布的集中情况或中心趋势的，它们作为某批数据的典型代表，用算术平均值来 表示；另一类是反映参数分布的离散程度的，用标准差和变异系数来表征。各工程地质单元的平均值f m，标准差σf（和变异系数 （σ）分别按式(9-1)、式（9-2）、式（9-3）计算。其计算公式如 下： (9-1) (9-2) (9-3) 式中f i————岩土参数数据； n——参加统计的数据个数。 （三）岩土参数的变异性等级与变异系数（σ） 标准差虽然可以用来衡量参数离散程度，但由于它是有量纲的，只能用于同一参数的比较，而对于不同参数的离散性则无法进行比较。因此，

《岩土工程勘察规范》引入了变异性等级以及变异系数的概念来评价岩土参数的变异特征。 1.岩土参数的变异性等级 为了定量地判别和评价岩土参数的变异特性，以便提出可靠的设计参数值。《岩土工程勘察规范》对其变异性进行了等级划分，见表9-1 变异系数（σ） 岩土参数沿深度变化的特点，可划分为相关型和非相关型两种。 1）相关型：岩土参数随深度呈有规律的变化。正相关表示参数随深度的增加而增大，负相关表示参数随深可采用回归分析法求得。由于回归统度的增加而减小。相关系数计作用，减小了参数的随机变异性，提高了预估参数的可靠性。其变异系数可按式（9-4）和式（9-5）确 定。 目前国内外关于变异系数的研究成果见9-2表和表9-3

广州地铁勘察岩土参数取值分析

广州地铁勘察岩土参数取值分析 岩和土最大特点是不确定性、经验性、地域性。由于岩土工程的这种特点，决定了岩土工程是创造性的劳动。地铁岩土工程勘察是各类岩土工程勘察中最为复杂、最为全面、工程问题较多、难度较大的工程勘察工作。作为岩土工程勘察报告质量的判断标准，就是看这份报告是否准确查清了工程场地的岩土地质情况，岩土参数取值是否准确，工程地质分析深度是否达到规范要求，是否全面预见到各种工程地质问题，工程措施和建议是否合理。根据广州地铁多条线路（5、6、7、21号线）勘察方面经验，具体说明岩土参数取值问题。 标签：地铁勘察岩土参数取值 1地铁勘察所涉及的主要岩土参数 根据地铁设计要求，勘察报告中必须提供的参数有：承载力特征值、变形参数（包括Es、E0）、抗剪强度（包括直剪、固结快剪、三轴剪）、重力密度、静止侧压力系数、基床系数、桩基参数以及锚固参数，渗透系数等。 2岩土参数取值分析 （1）承载力特征值。 铁工程中，主要用于衬砌与围岩相互作用的地下结构设计，在房屋建筑中，主要用地基基础设计。基床系数可用30cm压板载荷试验求得准基床系数K30，再通过基础长宽修正得出基床系数。也可根据土的状态查地铁勘查规范确定。（6）桩基参数以及锚固参数。①桩基参数。在建设工程中，桩基参数为最为熟知的参数，因地铁线路敷设方式不同，桩基参数根据不同规范要求提供，一般高架区间、高架站按照国家行业标准《铁路桥涵地基和基础设计规范》提供，一般地下区间、地下站按照广东省标准《建筑地基基础设计及规范》提供，该值一般地区经验值。 ②锚固参数。锚固体在地下工程中是較为复杂的参数，设计时往往多为工程经验，一般应参照国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》或地方标准《广州地区建筑基坑支护技术规定》（GJB02-98）提供。（7）渗透系数。是一个表示岩土渗透性的指标，在地铁设计中也是一个重要参数，也可用于解决许多问题，特别是地铁基坑及隧道涌水量。渗透系数确定方法较多，主要根据野外水文地质试验（抽水、压水、注水）及室内实验方法确定，往往在同一个地区不同地段，渗透系数就有很大的变化，其影响因素很多，为了确保渗透系数的精确度，在地铁勘察中，多采用野外抽水试验（根据工程需要布置观测孔），计算其渗透系数以及地铁基坑及隧道涌水量。 3结束语 在地铁勘察时，必须准确的把握各岩土层参数，其岩土参数准确性是设计的保证也是控制经济成本制约。

岩土参数

1．“圬工之间摩擦系数”意义，如何取值？ 答：用于挡墙截面验算，反应圬工间的摩阻力大小。取值与圬工种类有关，一般采用0.4（主要组合）~0.5（附加组合），该值取自《公路设计手册》第603页。 2．“地基土的粘聚力”意义，如何取值？ 答：整体稳定验算时滑移面所在地基土的粘聚力，由地勘报告得到。 3．“墙背与墙后填土摩擦角”意义，如何取值？ 答：用于土压力计算。影响土压力大小及作用方向。取值由墙背粗糙程度和填料性质及排水条件决定，无试验资料时，参见相关资料《公路路基手册》591页，具体内容如下： 墙背光滑、排水不良时：δ=0； 混凝土墙身时：δ=（0~1/2）φ 一般情况、排水良好的石砌墙身：δ=（1/2~2/3）φ 台阶形的石砌墙背、排水良好时：δ=2/3φ 第二破裂面或假象墙背时：δ=φ 4．“墙底摩擦系数”意义，如何取值？ 答：用于滑移稳定验算。 无试验资料时，参见相关资料《公路路基手册》，592页表3-3-2 5．“地基浮力系数”如何取值？ 答：该参数只在公路行业《公路路基手册》中有定义表格，其他行业可直接取1.0，具体《公路路基手册》定义表格如下：

6．“地基土的内摩擦角”意义，如何取值？ 答：用于防滑凸榫前的被动土压力计算，影响滑移稳定验算；从勘察报告中取得。 7．“圬工材料抗力分项系数”意义，如何取值？ 答：按《公路路基设计规范》JTG D30-2004，采用极限状态法验算挡墙构件正截面强度和稳定时用材料抗力分项系数，取值参见《公路路基设计规范》表5.4.4-1。 8．“地基土摩擦系数”意义，如何取值？ 答：用于倾斜基底时土的抗滑移计算。参见《公路路基手册》P593表3-3-3。见下表。 9．挡土墙的地面横坡角度应怎么取？ 答：取不产生土压力的硬土地面。当挡土墙后有岩石时，地面横坡角度通常为岩石的坡度，一般土压力只考虑岩石以上的那部分土压力，也可根据经验来给。如挡土墙后为土，地面横坡角度一般根据经验来给，如无经验，可给0（土压力最大）。 10．浸水挡墙的土压力与非浸水挡墙有何区别？ 答：浸水挡墙验算时，水压力的影响主要表现在两个方面：首先，用库伦理论计算土压力时破坏楔体要考虑水压力的作用。计算破坏楔体时，有水的情况和无水的情况时计算原理是一样的，只是浸水部分土体采用浮重度。 11．挡土墙软件（悬臂式）计算得到的内力（弯矩）是设计值还是标准值？ 答：弯矩结果是标准值。在进行配筋计算时，弯矩自动乘荷载分项系数得到设计值。

水利水电部分常用岩土物理力学参数经验数值

使用说明： 1、资料涉及各行各业； 2、资料出处为黄底加粗字体的为最新版本内容。可按规范适用范围选择使用； 3、资料出处非黄底加粗字体的为引用资料，很多为老版本，参考用。 水利水电工程部分岩土物理力学参数经验数值 1岩土的渗透性 （1）渗透系数 岩土的渗透系数经验值

《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB50307-1999 139~140页 土体的渗透系数值

《水利水电工程水文地质勘察规范》SL373-2007 62~63页 岩土体渗透性分级

Lu：吕荣单位，是1MPa压力下，每米试段的平均压入流量。以L/min计摘自《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99 附录J 66页 表F 岩土体渗透性分级

《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）109页附录F （2）单位吸水量 各种构造岩的单位吸水量（ω值） 上表可以看出：同一断层内， 一般碎块岩强烈透水； 压碎岩中等透水； 断层角砾岩弱透水； 糜棱岩和断层泥不透水或微透水。 摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版 113页 坝基（肩）防渗控制标准

注：透水率1Lu（吕荣）相当于单位吸水量 摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版 118页。 （3）简易钻孔抽注水公式 1）简易钻孔抽水公式 根据水位恢复速度计算渗透系数公式 γ(h 2-h 1 ) K= ——————— t (S 1+S 2 ) 式中： γ---- 井的半径；h 1---- 抽水停止后t 1 时刻的水头值；h 2 ---- 抽水停止 后t 2时刻的水头值；S 1 、S 2 ---- t 1 或t 2 时刻从承压水的静止水位至恢复水 位的距离； H---- 未抽水时承压水的水头值或潜水含水层厚度。《工程地质手册》第三版 927页 2）简易钻孔注水公式 当l/γ＜4时 2l K= ———— lg ———

常用的岩土和岩石物理力学参数

常用的岩土和岩石物理 力学参数 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

(E , ν) 与(K , G )的转换关系如下： ) 1(2ν+= E G （） 当ν值接近的时候不能盲目的使用公式，因为计算的K 值将会非常的高，偏离实际值很多。最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计)，然后再用K 和ν来计算G 值。 表和分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。 岩石的弹性（实验室值）（Goodman,1980） 表 土的弹性特性值（实验室值）（Das,1980） 表

各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况，横切各向同性弹性模型需要5中弹性常量：E 1, E 3, ν12,ν13和G 13；正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。这些常量的定义见理论篇。 均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。表给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。 横切各向同性弹性岩石的弹性常数（实验室） 表 流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ，如果土粒是可压缩的，则要用到比奥模量M 。纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa 。其取值依赖于分析的目的。分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态（见理论篇第三章流体-固体相互作用分析），则尽量要用比较低的K f ，不用折减。这是由于对于大的K f 流动时间步长很小，并且，力学收敛性也较差。在FLAC 3D 中用到的流动时间步长, tf 与孔隙度n ，渗透系数k 以及K f 有如下关系： ' f f k K n t ∝ ? （）

岩土参数的分析与选取

第一节岩土参数的分析与选取 一、岩土参数的可靠性 岩土参数是岩土工程设计的基础。岩土工程评价是否符合客观实际，岩土工程设计是否可靠，很大程度上取决于参数选取的合理性。因此，要求所选用的岩土参数必须能够正确地反映岩土体在规定条件下的性状，能比较真实地估计参数真值所在的区间，从而能够满足岩土工程设计计算的精度要求。 岩土参数可分为两类： 一类是评价指标，用于评价岩土的性状，作为划分地层、鉴定类别的依据；另一类是计算指标，用以设计岩土工程，预测岩土体在荷载和自然因素作用下的力学行为和变化趋势，并指导施工和监测。工程上对这两类岩土参数的基本要求是可靠性和适用性。可靠性是指参数能正确反映岩土体的基本特性，能够较准确地估计岩土参数所在区间。适用性是指参数能满足岩土工程设计的假定条件和计算精度要求。在对岩土工程评价时应对所选参数的可靠性和适用性进行分析，并在此基岩土参数的可靠与否主要取决于两方面的因素：一是岩土结构受扰动的程度； 二是试验方法和取值标准。岩土试样从地层中取出到实验室进行再制样的过程中，土样原来的应力状态及结构均不同程度地受到了扰动。不同的取样方法，所取土样的质量等级不同，对土的扰动程度亦不相同。例如，对于淤泥质黏土采用厚壁取土器锤击法较采用薄壁取土器压入法取样，无侧限抗压强度可降低35%~40%。此外，在实验室制试样过程中，对土样亦有不同程度的扰动。 试验方法对岩土参数也有很大影响，对于同一地层的同一指标，用不同试验标准所得的结果会有很大误差，例如，土的抗剪强度试验可用下列方法测定，而其结果则各不相同。方法有：①室内静三轴试验；②室内直剪试验；室内无侧限抗压强度试验；④原位十字板试验等。因此，进行岩土工程分析评价与设计时，首先要对岩土参数的可靠性和适用性进行分析评价，对土样从采取、制备及测试方法要有全面合理选用。 二、岩土参数的统计分析

岩土参数统计表(全)

野取外样含水率湿密度干密度 比重孔隙比饱和度液限 塑限 塑性指数液性指数分类名称粘聚力内摩擦角压缩系数压缩模量样本深度ωρρd Gs ｅSr ωL ωP I P I L (按液性ｃφa v 1-2Es 1-2编号m %——%%%——限度分)kPa °MPa -1 MPa 1ZK13-1 5.08～5.4823.0 1.88 1.53 2.7100.7738130.017.013.00.46CL Q 3511.0Q 0.320 5.5412-1ZK2-1 5.35～5.7028.6 1.90 1.48 2.7300.8489249.527.022.50.07CL Q 5117.5Q 0.322 5.7382-1ZK5-1 4.78～5.1831.0 1.93 1.47 2.7500.8679851.027.523.50.15CH Q 5115.5Q 0.351 5.3182-1 ZK8-1 5.65～ 6.05 31.9 1.85 1.40 2.680 0.911 94 44.0 25.0 19.0 0.36 CL Q 46 15.5 Q 0.384 4.976 统计个数33333333333333平均值30.5 1.89 1.45 2.7200.8759548.226.521.70.264916.20.352 5.344标准差 1.7060.0400.0420.0360.032 3.237 3.686 1.323 2.3630.151 2.916 1.1550.0310.382最大值31.9 1.93 1.48 2.7500.9119851.027.523.50.365117.50.384 5.738最小值28.6 1.85 1.40 2.6800.8489244.025.019.00.154615.50.322 4.976大值平均31.2 1.91 1.46 2.7350.8939749.627.022.60.315016.80.368 5.541小值平均 29.6 1.87 1.43 2.7000.8619346.125.820.30.204715.80.337 5.160变异系数0.0560.0210.0290.0130.0370.0340.0770.0500.1090.5920.0600.0710.0880.071统计系数 1.0840.9680.9560.980 1.0560.9490.8850.9250.836 1.8900.910 1.107 1.1320.893中位值30.5 1.89 1.45 2.7200.8759548.226.521.70.264916.20.352 5.344标准值 30.5 1.89 1.45 2.720 0.875 95 48.2 26.5 21.7 0.26 47 15.8 0.368 5.160 2-2ZK14-210.35～10.7534.1 1.79 1.33 2.670 1.0009141.024.017.00.59CL Q 1815.0Q 0.521 3.8392-2ZK12-210.35～10.7537.1 1.80 1.31 2.670 1.0349641.024.017.00.77CL q 1815.0Q 0.561 3.6252-2a ZK10-29.90～10.3028.7 1.89 1.47 2.6800.8259331.518.513.00.78CL Q 21 5.5Q 0.635 2.8742-2ZK3-112.04～12.4428.8 1.88 1.46 2.6500.8169431.017.513.50.84CL Q 30 5.5Q 0.537 3.3812-2a ZK1-110.20～10.6029.0 1.89 1.47 2.6600.8169531.018.512.50.84CL Q 21 6.5Q 0.301 6.0322-2ZK14-17.13～7.5334.3 1.87 1.39 2.6700.91810036.017.019.00.91CL Q 209.0Q 0.500 3.8352-2ZK13-320.23～20.6337.9 1.79 1.30 2.660 1.0499638.526.512.00.95CL Q 13 6.0Q 0.510 4.0182-2ZK12-320.23～20.6338.0 1.79 1.30 2.660 1.0519638.526.512.00.96CL Q 157.0Q 0.510 4.0212-2ZK12-1 5.08～5.4838.9 1.83 1.32 2.650 1.01110039.021.018.00.99CL q 20 5.0Q 0.550 3.6572-2a ZK11-29.92～10.3235.0 1.71 1.27 2.650 1.0928535.020.514.5 1.00CL Q 20 4.5Q 0.678 3.0862-2ZK2-29.95～10.3536.8 1.78 1.30 2.650 1.0379436.520.516.0 1.02CL Q 30 4.5Q 0.610 3.3392-2ZK5-27.18～7.5836.9 1.83 1.34 2.6600.9909936.520.516.0 1.03CL Q 28 4.0Q 0.572 3.4792-2ZK10-316.44～16.8440.9 1.76 1.25 2.640 1.1149740.022.517.5 1.05CL Q 24 4.5Q 0.642 3.2922-2a ZK8-214.30～14.7039.4 1.81 1.30 2.660 1.04910037.520.517.0 1.11CL Q 26 4.0Q 0.652 3.1422-2ZK9-1 5.65～6.0545.1 1.75 1.21 2.640 1.18910043.024.518.5 1.11CL Q 26 4.0Q 0.849 2.5782-2 ZK14-3 12.16～12.56 31.1 1.82 1.39 2.670 0.923 90 29.0 14.0 15.0 1.14 CL Q 14 8.0 Q 0.455 4.227 细 粒 土 界 限 含 水 率 检 验天 然 物 理 性 基 本 检 验g/cm 3样 本室 内年 度编 号检验方法直 接 剪 切 检 验检验方法固 结 检 验