基于标准贯入及土工试验的伊拉克哈法亚油田地基承载力回归分析-王学武.docx
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1、基于标准贯入及土工试验的伊拉克哈法亚油田 地基承载力回归分析 王学武 1赵琼 1汪洋 2 (1.中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司北京市 100085 2.中国地质大学 (北京 )工程技术学院北京市 100083) 提要通过对伊拉克哈法亚油田的地基土进行载荷试验、标准贯人试验及室内土工试验,根据回归分析理论,得到了 基于标贯试验击数 /V、土工试验参数 (包括含水率 w、密度 P、 塑性指数 /p、孔隙比 e)的地基承载力回归方程。根据上述研 究结果 ,当该区域没有条件进行载荷试验时,可以利用原位测试和土工试验的结果确定地基承载力。由于美索不达米亚 平原区域地质条件相似 ,该文的研究成
2、果对于确定美索布达米亚平原区的地基承载力具有参考意义。 关键词地基承载力标准贯人试验土工试验回归分析美索不达米亚平原 Regression Analysis of Foundation Bearing Capacity of Iraq Halfaya Oilfield based on Standard Penetration Test and Soil Test Wang Xuewu1 Zhao Qiong1 Wang Yang2 (1. Investigation Department, China Petroleum Engineering Beijing Company 2. Scho
3、ol of Engineering and Technology, China University of Geosciences) Abstract Through the load test, standard penetration test and indoor soil test on the foundation soil of Iraq Halfaya oilfill, and according to the regression analysis theory, the regression formula of foundation bearing capacity is
4、obtained based on the number of standard penetration test blows N, parameters of soil test( including moisture content ( y density p, plasticity index /p, void ratio e). According to the above research results, when that area doesnt have the condition for load test, the foundation bearing capacity c
5、an be determined by the results of the in situ test and soil test. Because the geotechnical conditions are similar in the Mesopotamia plain area, the research results in this paper have reference value on determining the foundation bearing capacity of Mesopotamia plain. Keywords foundation bearing c
6、apacity ; standard penetration test ; soil test ; regression analysis; Mesopotamia plain i引言 伊拉克的哈法亚油田含油面积 239km2,可采储 量约为 41亿桶,属于超巨型油田。 2010年,以中国 石油天然气股份有限公司为首的石油公司联合体对 哈法亚油田进行开发。在油气勘探、开采、储运过程 中需要修建一系列基础设施。通过岩土工程勘察确 定哈法亚油田浅基础地基承载力对于上述一系列基 础设施建设至关重要。 确定地基承载力的最可靠的方法是载荷试验 作者简介:王学武 ( 1967 -),男,高级工程师、注册土
7、木(岩土 ) 工程 师 ,主要从事岩土 T.程勘察工作。 收稿日期 =2014-12-20 法 ,在伊拉克开展载荷试验只能依托当地勘察单位。 由于当地勘察单位技术水平不高以及战乱等原因, 现场载荷试验工作效率低且费用昂贵。相比而言, 原位测试技术(比如标准贯入试验 SPT、 静力触探试 验 CPT等)具有机动性强、便于操作、周期短等特 点。利用原位测试数据推求浅基础地基承载力的方 法已经在世界各国广泛应用,建立了大量的承载力 与原位测试数据的经验关系式。比如,余晶 、王 生力等 m通过静力触探试验,采用线性回归分析 法,建立了比贯人阻力与地基承载力基本值的关系 式。刘怡林等 3运用旁压试验取代
8、载荷试验确定 浅层地基承载力。杨秀竹和雷金山 W选用平板荷 载试验、轻便动力触探试验、十字板剪切试验等三种 测试手段,对潭邵公路软土地基承载力进行了研究。 王众 5整理分析了浙江地区大量静力触探、标准贯 人等原位测试数据,经统计分析建立了确定地基承 载力标准值的经验公式。 另外,地基承载力与地基土 的室内土工参数有 密切关系 6,国内地基基础设计规范 ( GB50007 -2011)也推荐使用土的黏聚力、内摩擦角和容重 (或密度) 三 个参数通过査表求得地基承载力 。 Shi 和 Wang7基于分析数据的实际载荷实验 ,根据黄 土地基承载力与含水量、液限、孔隙比的关系建立非 线性回归关系公式。
9、徐攸在 8在室内试验资料的 基础上,改进了根据动测法计算土变形模量和承载 力的计算公式。陈炜韬等 9通过分析由静力触探 和室内土工资料,建立了静力触探贯人阻力值、土工 试验资料和地基承载力的相互关系。 虽然国内外很 多学者和研究机构都进行了原位测 试、土工试验数据与地基基础承载力的经验关系研究, 但这些经验关系公式大都具有其地域局限性。针对伊 拉克哈法亚油田 (包括美索不达米亚平原 )地基承载力 的研究尚属空白。本文拟对哈法亚油田浅基础地基承 载力与原位测试、土工试验数据的相关性进行研究,以 此求出哈法亚油田地基承载力经验公式。 2哈法亚油田的工程地质条件 哈法亚油田位于伊拉克米桑省首府阿马拉
10、城东 南 30 km处,具有良好的交通条件。该区为热带沙 漠气候,夏季最高气温高达 50T以上 ,冬季在 (TC左 右。雨量较小,年均降雨量 177.4 rmn, 年均蒸发量 为3054.4 mm。 地下水位深度为 0.50 4.10 m。 哈法亚油田位于美索不达米亚平原,为第四纪 河流沉积覆盖。美索不达米亚在希腊语中为两河之 间的土地,即底格里斯河和幼发拉底河之间的中下 游地区(主要为伊拉克中部和南部地区)。该区西 北为缓坡,东南为阿拉伯湾的平原地区。哈法亚油 田所在地区地势平坦,海拔高差不超过 3m。 该区的 地貌特点与新近河流堆积物有关,常见天然堤岸、河 流阶地、冲积扇、河漫滩等。在哈法
11、亚油田未开发 区,主要为长满矮草和灌木的原始地貌 ;在哈法亚油 田厂区内则为平整后的地貌(如图 1所示)。 W原始地貌 ( b)被平整后的地貌 图 1伊拉克哈法亚油田的地貌 在美索不达米亚平原,地下褶皱和结构突起较 常见,褶皱被第四纪覆盖,在中东部是 NW - SE走 向,在南部为 N-S走向。在摩苏尔和巴格达之间 的北部地区多 NW - SE走向断层 ,这些断层构成 了一系列复杂的地堑带、半地堑带和单独的地堑。 美索不达米亚平原区域地质条件近似。根据哈 法亚油田所在区域的 54个钻孔资料,该地区主要地 层为粉质黏土。图 2给出代表性的钻孔地层剖面 图。 标高 /m -27 间距 /m M粉质
12、黏土 M泥炭 _粉土 _细砂 Z水位线 图 2哈法亚油田钻孔地层剖面 3地基承载力回归分析 为了确定哈法亚油田的地基承载力,委托伊拉 克当地勘察单位对哈法亚油田天然气处理厂进行了 载荷试验。由于当地试验条件和政治局势所限,载 荷试验仅在 6个点位开展,得到地基土(即第 层 粉质黏土)承载力特征值 /ak列于表 1。 同时,对该土层分别进行了标准贯人的原位测 试以及室内土工试验,得到了标贯试验击数 /V和各 项物理力学指标的数据 :含水率 w、 密度 P、 塑性指 数 /p、孔隙比 e,见表 1。 表 1地基土的试验参数 承载力 点位特 f值 /ak /kPa 标贯试 验击数 JV/击 含水率
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