以上所开展的地基变形耦合关系分析，对斜坡软弱地基路堤工程对策选择具有指导意义。......
2023-10-03
斜坡软弱地基路堤力学行为及工程对策研究：判别标准与分类
【摘要】：原《公路路基设计规范》[11]给出了软土判别指标，如表2-2所示。表2-3《工程地质手册》软土的分类标准[13]通过上述相关规范和手册的描述可知，在鉴别软土时，天然孔隙比e与天然含水率ω是各部门规范中均采用的两个判别标准。软土的压缩性很大，其压缩系数α0.1-0.2≥0.5 MPa－1，一般在0.5～2 MPa－1。抗剪强度属于强度指标的范畴，表明软土极易发生剪切破坏。
针对软土，当前国内相关铁路、公路等行业工程勘察技术规范对其定义和判定标准分别如下所述：
（1）《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）[7]中规定，天然孔隙比e≥1.0，且天然含水率ω﹥ωL 的细粒土应判定为软土，包括淤泥质土、淤泥、泥炭、泥炭土等。
（2）《铁路工程地质勘察规范》（TB 10012—2007、J 124—2001）[8]对软土的定义为：“对于在静水或缓慢流水环境中沉积形成的粉土、黏性土，具备含水率大（ω≥ωL）、孔隙比大（e≥1.0）、压缩性高（压缩系数α0.1-0.2≥0.5 MPa－1）、强度低（Ps<800 kPa）等特点。”
《铁路工程特殊岩土勘察规程》（TB 10038—2012、J 1408—2012）[9]根据软土的物理力学特征，对其进行了更为详细的分类，如表2-1所示。
表2-1 《铁路工程特殊岩土勘察规程》软土判别指标[9]
（3）《公路工程地质勘察规范》（JTG C20—2011）[10]对软土的定义为：孔隙比e≥1.0、天然含水率ω≥ωL、压缩系数α0.1-0.2＞0.5MPa－1、静力触探比贯入阻力
在静水或缓慢流水环境中沉积，具有以下工程地质特性的土，应判定为软土：天然Ps≤750 kPa、标准贯入试验锤击数N < 3击、十字板抗剪强度Cu<35 kPa，具有上述多数特性，呈流塑—软塑状，具有强度低、压缩性高、透水性差、灵敏度高等特点的黏性土。这类土宜按软土进行工程地质勘察。
原《公路路基设计规范》（JTG D30—2004）[11]给出了软土判别指标，如表2-2所示。
表2-2 原《公路路基设计规范》软土判别指标[11]
（4）《港口岩土工程勘察规范》（JTS 133-1—2010）[12]指出：滨海相、河湖相、三角洲相等沉积环境形成的淤泥、淤泥质土、流泥以及其他成因形成的具有低强度、高压缩性和高灵敏度的黏性土应判定为软土。
（5）《工程地质手册》[13]给出的软土定义为：软土是指天然孔隙比e≥1.0，且天然含水率ω >ωL的细粒土，包括淤泥质土、淤泥、泥炭质土、泥炭等，分类标准如表2-3所示。
表2-3 《工程地质手册》软土的分类标准[13]
通过上述相关规范和手册的描述可知，在鉴别软土时，天然孔隙比e与天然含水率ω（或液性指数IL）是各部门规范中均采用的两个判别标准。
国标《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）仅采用这两个判别标准；铁路方面除采用上述两指标外，还采用了有机质含量、渗透系数、压缩系数、不排水抗剪强度、静力触探比贯入阻力、标准贯入试验锤击数6个指标；《公路工程地质勘察规范》（JTG C20—2011）采用除上述两指标外的压缩系数、标准贯入试验锤击数、静力触探比贯入阻力、十字板抗剪强度4个指标；《公路路基设计规范》（JTG D30—2004）则采用除上述两指标外的直剪内摩擦角、十字板抗剪强度、压缩系数，如表2-4所示。
表2-4 软土判别指标归纳
《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）未考虑软土的相关力学性能方面的指标，仅从“孔隙比”和“含水率”方面较为宏观地把控软土的分类，而相关行业规范，则更多地从力学性能上对软土予以分类，多考虑了其“强度指标”和“刚度指标”，以满足后期设计和施工的需要。可以看出，尽管国内各部门对软土的定义不尽相同，但可归纳为软土具有如下4个显著特点[2]：
（1）天然含水率大。
软土的天然含水率高，一般为34%～72%，大于等于其液限含水率。
（2）天然孔隙比大。
软土的天然孔隙比一般为1.0～1.9。
（3）压缩性高。
软土的压缩性很大，其压缩系数α0.1-0.2≥0.5 MPa－1，一般在0.5～2 MPa－1。压缩系数属于刚度指标的范畴，意味着软土易产生较大的变形。
（4）抗剪强度低。
一般情况，软土的快剪黏聚力c为10 kPa左右，内摩擦角φ为0°～5°；固结快剪黏聚力与快剪黏聚力相差不大，内摩擦角φ为15°～20°。抗剪强度属于强度指标的范畴，表明软土极易发生剪切破坏。
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