粘性土塑性指数与粘粒含量的线性回归分析

张梅静，陈 亮

(浙江省水利水电勘测设计院，浙江杭州 310002)

0 引言

浙江省沿海、沿江自新中国成立以来截止2004年底已围垦滩涂面积188 000 ha，2005－2020年滩涂围垦建设项目117处，总建设规模128 000 ha.在大量滩涂围垦工程开工建设的同时，围垦区后续开发中用于回填的材料来源问题也随之产生[1］.在过去多采用开山石和海运砂等工程填料来进行回填，这样就导致抛泥地越来越少且越来越远，致使抛泥费用越来越大，同时也使近海环境污染问题日益严重.利用沿海地区丰富的淤泥资源进行回填，既可以节省人工填海造陆的成本，又可以在最大程度上减小对环境的污染，成为沿海地区土地开发的重要手段.而粘粒含量就是衡量回填淤泥的工程性质的重要指标.淤泥做为饱和软粘土，塑性指数也是衡量其性状的一项重要指标，如果将粘粒含量和塑性指数二者有机结合起来，会使淤泥的工程性质更为直观，本文将从室内测试成果来对二者进行线性回归分析.

1 回填淤泥粘粒含量与塑性指数的线性回归计算

可塑性是粘性土区别于砂性土的重要特征，是表征粘性土物理性能一个重要参数，一般用塑性指数Ip来表示[2］.塑性指数指土从液限到塑限含水率的变化范围，其差值越大，意味着粘性土处于塑态的含水率变化范围愈大，可塑性越强[3］，塑性指数习惯上用不带%的数值表示.粘性土的可塑性可以用水膜理论来解释，它是一种与粘土颗粒表面活性有关的现象，粘粒含量越高，亲水性矿物越多，水膜厚度越厚，土粒持水量就相应增加，塑性指数就越大.塑性指数是粘土的最基本、最重要的物理指标之一，它综合地反映了粘土的物质组成，广泛应用于土的分类和评价.塑性指数是由重塑土测定的，它不受土体取样扰动、试验条件等各种因素的影响，也与土样的应力条件和应力历史无关，较好地反映了粘性土的颗粒大小、形状、矿物成分及其所占份额的多少、孔隙水与粘土矿物的化学作用等因素的综合影响[4－6］.

在室内土工检测中，常通过密度计法进行颗粒分析试验，来测定土中不同粒径粒组的含量，常用液塑限联合测定仪进行界限含水率试验，来确定粘性土的塑性指数，再根据塑性指数的对粘性土进行定名，室内土工测试很少对粘性土进行颗粒分析试验.如果粘性土的塑性指数与粘粒含量存在较好的对应关系，那么当土的塑性指数确定后，就可以直接计算出土的粘粒含量，这样就省去了进行颗粒分析试验的繁琐步骤，提高工作效率.

2 应用实例

本文以浙江某地区粘土为例，对饱和软粘土的塑性指数与粘粒含量的关系进行回归计算.塑性指数与粘粒含量对应表，见表1.

表1 塑性指数与粘粒含量对应表

经拟合计算得图1和表2.

图1 塑性指数与粘粒含量关系拟合图

因此，塑性指数与粘粒含量的关系方程可表示为:

其中:y—粘粒含量(%);x—塑性指数.

表2 线性回归计算结果表

3 结语

综上所述，粘性土的粘粒含量与塑性指数存在很好的对应关系，如果用土的塑性指数回归方程来估算粘粒含量，可以省略密度计试验繁琐的试验过程，简化计算，提高工作效率，提高数据的精度.但是由于不同地区土的性质差别很大，因此，粘粒含量与塑性指数的线性回归方程存在明显的地域性，不能将一个地区的回归方程随意应用到所有工程中.

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