[发明专利]一种冰碛土物理力学参数的快速估算方法

说明书

本发明提供一种冰碛土物理力学参数的快速估算方法，通过前期大量现场试验及室内测试的数据分析，总结出含水率、孔隙比及粘粒含量与其他物理力学参数的统计关系。首先在冰碛土堆积体的新鲜断面进行含水率、天然密度和粘粒含量的简易测试，再根据参数间的试验数据统计关系式估算出孔隙比、压缩指标、剪切强度、抗压强度、渗透性和膨胀性等其他相对复杂的工程力学指标，从而可快速进行场地稳定性的初步评价；再根据评价结果，有针对性地选取危险场址进行详细勘查。本发明与以往技术相比，可节省勘查评估的工期，减少参数测试的种类和流程，降低经济成本，对于藏东南高寒、高海拔、地形条件恶劣的海洋性冰川区的冰碛土勘查评估具有显著的适用性优势。

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，尤其涉及一种冰碛土物理力学参数的快速估算方法。

背景技术

受印度洋暖湿气流影响，藏东南林芝市境内的帕隆藏布流域发育海洋性冰川区，活跃的冰川进退造就了数量众多，规模宏大的巨厚冰碛物。

作为一种混杂堆积的不连续工程介质，冰碛土不仅是藏东南地区大多数滑坡的地质载体，而且是冰川泥石流和冰湖溃决灾害链的主要物质来源，容易在水动力条件下变形失稳而形成滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害。在加快推进川藏铁路规划建设的背景下，G318国道沿线的高陡冰碛体边坡对拟建川藏铁路、川藏高速公路的路基、隧道及桥梁影响甚大，是川藏走廊交通干线建设和运营中难以回避的问题。

海洋性冰川区的冰碛土常呈现出颗粒级配宽、不均匀系数大、渗透性强、强度差异性大等特征，是一类性质特殊的工程岩土体。

本领域现有的技术中，大体是通过对单个工点的堆积体地形特征进行局部测绘，或通过数值模拟分析堆积体在不同受力工况下的变形趋势，或选取个别工程力学参数直接进行现场测试，均没有开展全套物理力学参数的原位内测试，也没有探求各个参数之间相互影响的数值统计关系式(土工基础，2013,27(3)：16-20；岩石力学与工程学报，2009,28(1)：138-143；地质灾害与环境保护，2007,18(4)：47-51；冰川冻土，2014,36(5)：1176-1183；冰川冻土，1980，S1：80-83；山地学报，2002，S1:129-132；岩土工程技术，2008,04:213-217；路基工程，2010,04:78-80))，研究成果仅直接服务于所研究的单个工点和单项指标，因此很难应用于其他类似或相邻的工点。

当前，冰碛土的物理力学参数研究尚不充分，由于尚未形成严格的推导理论和成熟的经验数据，冰碛土的物理力学参数只能依靠现场原位试验和室内样品测试进行取值，每个工点均需单独开展专项研究，耗费工期长、测试种类和流程复杂、经济成本高。因此，有必要开展全套的物理力学参数现场及室内测试，进而分析各个参数间的相互影响关系，总结出由基本参数推导复杂参数的经验数据关系式，从而进行冰碛土物理力学参数的快速估算。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种冰碛土物理力学参数的快速估算方法及其应用，旨在解决目前海洋性冰川区冰碛土物理力学参数研究尚不充分、尚未形成有效的经验数据关系，每个工点均需单独开展专项研究的问题，可节省勘查评估的工期，减少参数测试种类和流程，降低经济成本。

本发明采用如下技术方案：

估算前，首先在野外选定冰碛土堆积体的新鲜断面，现场进行含水率、天然密度和粘粒含量的简易测试；再根据发明人通过大量室内外试验测试得到的数据统计关系式，估算出孔隙比的数值，进而通过参数间的统计关系式估算出压缩、剪切、抗压、渗透性和膨胀性等其他相对复杂的工程力学指标，从而可快速进行场地稳定性的初步评价；再根据评价结果，有针对性地选取危险场址进行测试和采样，利用详细勘查手段获得其剪切强度、固结压缩性及承载力指标等力学参数。

一种冰碛土物理力学参数的快速估算方法，具体包括以下步骤：