[发明专利]软土按力学性质分层的方法

权利要求书

1.一种软土按力学性质分层的方法，其包括以下步骤：

1)利用十字板剪切试验设备在软土不同深度进行十字板剪切试验，记录软土不同深度试验点的原状土层剪损时百分表最大读数R_y，以及十字板剪切试验设备的探杆与土体摩擦时百分表最大读数R_g的值；

2)根据步骤1)得到的软土不同深度试验点的原状土层剪损时量表最大读数R_y和探杆与土体摩擦时量表最大读数R_g的值，计算软土不同深度试验点土体的抵抗力F；

3)计算十字板常数K；

4)根据步骤2)得到的软土不同深度试验点土体的抵抗力F和步骤3)得到的十字板常数K，计算软土不同深度试验点土体的力学特征值Y，并绘制试验点力学特征值Y与试验点深度h的Y～h关系散点图；

5)剔除步骤4)绘制的Y～h关系散点图中的异常值；

6)按照力学性质特征方程式，对剔除异常值后Y～h关系散点图的剩余试验点进行线性拟合，并逐点进行相关性分析，求解出分布在软土不同深度的相关系数最高的至少一条直线及其对应的力学性质特征方程式，根据这些直线的分布进行软土按力学性质分层，并求解相邻两土层的分界线深度；

7)根据步骤6)得到的各土层的力学性质特征方程式和相邻两土层的分界线深度，分别求解各土层的物理和力学性质参数。

2.如权利要求1所述的软土按力学性质分层的方法，其特征在于，所述步骤1)中在软土不同深度进行十字板剪切试验的具体步骤为：

①用回转钻从地表开孔至试验点，然后下套筒至试验点下方3～5倍套筒直径的位置，试验点的深度不应小于钻孔或套管直径的3～5倍；

②将十字板剪切试验设备的十字板头连接探杆一端，然后徐徐压入土中至试验点，探杆长度与1/2十字板头高度的和即为试验点的深度h；

③在探杆另一端安装转盘、底座、测力装置和测量钢环变形的百分表，匀速转动转盘，使十字板头和探杆在软土中匀速扭转，每转一圈测量和记录一次钢环变形的百分表读数，直到土体被剪坏，记录此时的钢环变形读数为该试验点的原状土层剪损时百分表最大读数R_y；

④将探杆与十字板头分离，匀速转动转盘使探杆在软土中匀速扭转，每转一圈测量和记录一次钢环变形读数，直到土体被剪坏，记录此时的钢环变形读数为该试验点的探杆与土体摩擦时百分表最大读数R_g；

⑤拔出探杆与十字板头，设定下一个试验点，重复步骤①～④；

⑥重复步骤⑤，直到试验至软土最大深度的试验点为止，从而得到软土不同深度试验点的原状土层剪损时百分表最大读数R_y和探杆与土体摩擦时百分表最大读数R_g值。

3.如权利要求2所述的软土按力学性质分层的方法，其特征在于，所述软土不同深度试验点间的距离在0.3m～0.5m之间。

4.如权利要求1或2或3所述的软土按力学性质分层的方法，其特征在于，所述步骤2)中土体的抵抗力F的计算公式为：

F＝C·(R_y-R_g)

式中，C为钢环系数；

所述步骤3)中十字板常数K的计算公式为：

K＝2R/πD²(H+D/3)

式中，R为转盘半径；H为十字板头高度；D为十字板头直径；

所述步骤4)中土体的力学特征值Y的计算公式为：

Y＝F×K。

5.如权利要求1或2或3所述的软土按力学性质分层的方法，其特征在于，所述步骤5)中剔除Y～h关系散点图中异常值的原则是：由于软土较深处土体的力学特征值Y_j+1应大于较浅处土体的力学特征值Y_j，所以当较深处试验点的力学特征值Y_j+1小于较浅处试验点的力学特征值Y_j时，则两者之一必定为异常值；根据这两个试验点与前后其他各试验点的大小关系进行分析，确定异常值然后剔除。