Origin and Physical-Mechanical Properties Study of Haikou Ultra-Lightweight Volcanic Ash Soft Clay
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摘要: 结合海南岛某建设工程场地岩土工程勘察成果，总结了琼北地区高阶地及火山岩台地局部分布的火山灰沉积土岩土参数特异性，探讨该类型特殊土岩土工程特性。通过现场钻探、标准贯入试验、波速测试及室内土物理力学试验、光释光测试、X荧光半定量全分析及矿物X射线衍射分析等，探讨其沉积成因、时代，提出基本工程特性参数建议值，为该类型土利用和地基处理提供依据，减少工程风险发生。Abstract: A comprehensive geotechnical investigation was conducted at a construction project site on Hainan Island. Specific geotechnical parameters of volcanic ash deposits in high-order areas and volcanic rock plateaus in northern Hainan Island were summarized. The distinct engineering characteristics of this unique soil and rock type were investigated. A multi-faceted approach was employed, including on-site drilling, standard penetration tests, seismic velocity tests, laboratory soil physical-mechanical experiments, optically stimulated luminescence tests, X-ray fluorescence semi-quantitative analysis, and mineral X-ray diffraction analysis. The depositional origin and era of these deposits were examined. Furthermore, recommended values for fundamental engineering characteristic parameters were proposed, providing a solid foundation for the utilization and foundation treatment of this soil type, thereby reducing engineering risks.
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表 1 海口超轻质火山灰软土主要化学组分表
% 元素 SiO2 TC Al2O3 TFe CaO 最大值 60.54 20.10 11.87 9.18 22.28 最小值 43.57 14.60 6.80 3.97 0.97 平均值 56.26 18.17 9.59 7.28 5.28 
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表 2 矿物X射线衍射分析结果统计表含量
% 矿 物 石英 斜长石 方解石 文石 白云石 石盐 赤铁矿 黏土矿物 最大值 39.8 4.4 2.2 19.7 5 2.8 5.6 49.6 最小值 23.5 2.4 0.5 1.8 1.12 0.5 1.6 36.6 平均值 33.8 3.66 1.2 7.21 2.57 1.4 2.4 44.9
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表 3 超轻质火山灰软黏土颗粒分析数据统计表
统计
项目含量/% 烧失量
Wu/%2～0.5 mm 0.5～
0.25 mm0.25～
0.075 mm0.075～
0.005 mm<0.005 mm 含量 0.0～1.8 0.5～2.1 1.0～2.8 34.0～35.9 60.7～62.6 14.9～23.3 平均 0.9 1.2 1.8 34.6 61.5 19.8
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表 4 土室内物理性质试验数据统计成果表
数据 w/% ρ/（g·cm−3） ρd/（g·cm−3） e wL/% wp/% IP/% IL/% 最大值 256.8 1.90 0.88 7.23 158.8 122.3 57.9 9.8 最小值 98.7 1.12 0.31 2.14 49.1 18.2 9.5 1.1 平均值 156.6 1.30 0.55 4.32 96.5 63.3 33.2 3.0
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表 8 土抗剪强度指标统计表
统计指标 UU CU(有效应力) 直接快剪 cUU/kPa φUU/（°） cCU′/kPa φCU′/（°） c/kPa φ/（°） 最大值 40.23 1.91 84.90 36.50 40.00 13.51 最小值 21.69 1.22 23.90 8.20 15.19 3.40 平均值 30.19 1.49 46.53 21.37 23.36 6.82 标准值 25.74 1.28 28.12 13.66 21.60 5.48 样本数 10 10 6 6 26 26
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表 9 无侧限抗压强度及灵敏度统计表
指标 最小值/kPa 最大值/kPa 平均值/kPa 标准差 标准值 原状土qu/kPa 46.8 77.3 55.95 9.5 50.7 重塑土qu/kPa 16.2 19.5 17.98 1.18 17.33 灵敏度St 4.0 5.4 4.55
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[1] 顾宝和. 岩土工程典型案例述评[M]. 北京:中国建筑工业出版社, 2015. [2] 李建忠. 真空堆载联合预压法加固码头堆场火山灰软基效果分析[J]. 水运工程, 2023, 608(3): 165-172. [3] 顾巨红, 宁峥嵘, 刘 瑜. 真空预压法处理火山灰质淤泥试验研究与应用[J]. 施工技术, 2018, 47( 24 ): 125-129. [4] 王军桥. 印度尼西亚万隆地区火山灰沉积软土工程地质特征研究[J]. 铁道勘察, 2017, 43(6): 50-52. [5] GB 50123—2019 土工试验方法标准[S]. [6] GB 50007—2011 建筑地基基础设计规范[S]. [7] GB/T 50145—2007 土的工程分类标准[S]. [8] GB 50021—2001 岩土工程勘察规范[S]. [9] 化建新, 郑建国. 工程地质手册(第五版)[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2018. -
图(5) / 表(10)
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