沉降计算参数反演

软土的固结压缩性指标如压缩系数a、压缩模量Es和压缩指数Cc都是工程设计中非常重要的沉降变形计算参数。目前，这些参数一般采用室内侧限压缩试验曲线求得。如上文所述，利用室内压缩e—σ＇曲线、e—lgσ＇曲线和e—lgσ＇修正曲线（原位压缩e—lgσ＇曲线）计算压缩模量Es和压缩指数Cc，进而计算地基的主固结沉降量，但计算结果与实测沉降资料推算的最终总沉降量之间存在一定的差异，这种差异一方面是由于计算理论、计算方法的理想假设造成的；另一方面，更主要的是由于计算参数的不正确取值引起的。

图6.10 温州浅滩灵霓海堤软土地基最终总沉降量不同计算方法的结果对比图

对于淤泥和淤泥质软土而言，其室内压缩试验的条件与实际情况相差甚远，室内试验的结果往往由于土样扰动或土质非均质而不能准确代表地基土层的实际性状，导致室内试验得到的压缩系数和压缩指数一般比实际值偏小，而压缩模量则偏大，这样就造成了采用室内压缩指数和压缩模量计算的最终沉降量比实测沉降量要小。目前，还没有很好的方法从理论上对室内试验得到的压缩指标进行合理的修正，而现场实测沉降数据则较真实地反映了地基土层的变形特征，本书将利用实测的沉降数据来反算地基土层的压缩性指标。

温州浅滩软土地基主固结沉降计算公式可以简化为如下形式：

温州浅滩软土工程特性及固结沉降规律研究

式中：e0为压缩土层天然孔隙比；H为压缩土层厚度；σz为压缩土层附加应力平均值；σsz为压缩土层自重应力平均值；σpz为压缩土层先期固结压力平均值。其他符号意义同前。

同时，为了避免沉降经验修正系数的取值问题，取m=1 的情况来进行地基土层压缩性指标反演分析。令Sc=S∞=S，代入式（6.25）、（6.26）可得：

温州浅滩软土工程特性及固结沉降规律研究

式中：取S=S∞（Verhulst）进行计算。

根据式（6.27）反算的土层压缩性指标是相对整个压缩土层而言的平均性指标值，是对压缩土层性状的综合体现。本书对温州浅滩 63个断面的地基土层进行压缩性指标（压缩模量Es和压缩指数Cc）反演分析，结果汇总于表6.8 中。

表6.8 温州浅滩软土地层压缩性指标反演结果

续表

由表 6.8可知，压缩模量Es的反演平均值为1.43MPa，室内试验平均值为2.31，反演值比室内试验值小约0.88MPa，且一般恒有Es（反演）＜Es（试验）；压缩指数Cc的反演平均值为0.831，室内试验平均值为0.576，反演值比室内试验值大约 0.255，且一般恒有Cc（反演）＞Cc（试验）；这两个结论与前面的理论分析是一致的，与本书得到的沉降计算值均小于预测值的结论也是吻合的。土层压缩性指标的室内试验值与反演值之间的关系散点图如图6.11、6.12所示。

由图6.11、6.12可见，压缩性指标的反演值与室内试验值之间具有很好的线性相关性，压缩模量Es的相关性系数R=0.938，压缩指数Cc的相关性系数R=0.936。这说明，当已知土层室内试验测定的压缩性指标值后，可以利用以下修正公式对其修正，从而得到修正后的压缩性指标，将修正后的指标用于沉降计算可以得到较理想的结果。温州浅滩软土地层压缩性指标修正公式为

图6.11 压缩模量Es的室内试验值与反演值对比

图6.12 压缩指数Cc的室内试验值与反演值对比

温州浅滩软土工程特性及固结沉降规律研究

笔者认为，这里压缩性指标的反演值（或修正值）是对温州浅滩软土压缩层性质的一个综合反映，属于温州浅滩范围内的地区经验修正，不具有普适性，虽然存在一定的粗略性，但利用其可以较方便、快捷、准确的进行地基土层压缩变形特性分析和沉降计算，有利于本工程的及时调整和同类工程的参考与借鉴。

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