软粘土地基沉降计算问题研究

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1、软粘土地基沉降计算问题研究　　目前我国展开大规模建设的沿海地区，分布着大面积的软粘土地基。所谓软粘土地基，即是由淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土以及其它高压缩性土组成的地基。这类土一般具有以下的一些工程特性:　　土的抗剪强度很低　　抗剪强度与加荷速度及排水固结条件密切相关。根据大量土工试验的数据结果，软粘土的天然不排水抗剪强度与其它非软粘土的不排水抗剪强度相比，其差距还是比较明显的。软粘土的直剪快剪内摩擦角一般为30-110，内聚力一般在8-12KPa之间。排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大，固结快剪的内摩擦角一般为8

2、0-120，内聚力为10-15KPa左右。这表明随着土体超孔隙水的排除，土体得到压密，强度得以增强。因此，要提高软粘土的地基强度，必须控制施工和使用时的加荷速度，特别是在开始阶段加荷不能过大，以便使增加的每一级荷重与土体在新的受荷条件下强度的提高相适应。反之，土体中的水分将来不及排出，土体强度不但来不及得到提高，反而会由于上中孔隙水压力的急剧增大，有效应力降低，而产生土体的挤出破坏。　　土的压缩性较高　　天然状态的软粘土层大多数属于正常固结状态，但也有部分属于超固结状态，近代海岸滩涂沉积为欠固结状态。由此产生的总沉降是很显著的。

3、该类上高压缩性的形成，首先在于其一定程度的欠压密性。在软粘土沉积的初期，土粒间由于形状不规则和粒间电荷，使其形成一定强度的粒间联结，从而阻碍其进一步压密。其次，与其组成成分和结构所决定的高容水性以及低渗透性有关，土中的水不易排除，不易压密。　　土的含水量较高，孔隙比较大　　根据统计资料显示，软粘土的一般含水量为35%-80%，孔隙比约为1-2。这一特征不但反映土中的矿物成分和介质相互作用的性质，同时也反映了软粘土的抗剪强度越小，压缩性越大;反之，抗剪强度越大，压缩性越小。　　软粘土的渗透性较差　　软粘土的渗透系数一般为1x10-

4、6-1x10-8cm/s，在荷载作用下固结速率很慢。所以在软粘土层上的建筑物基础的沉降往往拖延很长时间才能稳定。在荷载作用下地基土的强度增长也是很缓慢的。论文大全。而大部分淤泥和淤泥质土地区，由于该土层中夹有数量不等的薄层细砂、粉土等，故在垂直方向的渗透性较水平方向要小。这种低渗透性，高含水量且呈饱和状态的特性，不但延缓其土体的固结过程，而且在加荷初期，常易出现较高的孔隙水压力，对地基强度有显著的影响。　　软粘土具有明显的触变性　　软粘土的触变性指的是土体强度因受扰动而削弱，又因静置而增长的特性。通过显微镜结构扫描试验发现，一般

5、软粘土具有典型的空架结构，结构抗力相对片架结构为大，但土的结构性和灵敏性也大。软粘土的触变性可由灵敏度来判断，灵敏度值越大，触变性越明显。　　软粘土在其结构未被破坏时，一般呈软塑-流塑状态，一经扰动，致使结构破坏时，土体强度显著降低，将扰动过的软粘土静置一定时间，则强度随历时的增大而增长。软粘土的这种高灵敏性也给室内试验的取土造成困难，往往室内试验前已对土体产生扰动，破坏了其结构和强度，所得指标已失真。所以现场原位测试的十字板强度和静力触探值常作为软粘土地基稳定分析的指标。因此，在强度低而且灵敏度较高的软粘土地基上连续施工，分级

6、加荷的大小与时间要严格控制，并尽可能避免扰动，以防土体失稳导致滑动破坏。　　软粘土具有明显的流变特性　　软粘土典型的空架结构，一方面决定了此类土灵敏度高，不宜扰动；另一方面导致软粘土地基变形大，流变特性明显。即在荷载作用下，软粘土除产生主固结沉降外，还会产生可观的次固结沉降。从这一现象可以看出，土是具有粘滞性的。一般软粘土的变形可分为三个阶段:第一阶段为空架结构变形阶段。此时变形速率小，一般可小于10mm/d；随着荷载的增加，结构应力超过结构抗力，空架结构遭到破坏，此时要严格控制加荷速率，否则土体易失稳，变形速率可控制在15-2

7、0mm/d;随着变形的发展，土体进入片架式结构变形阶段，此时变形发展缓慢，变形持续时间较长，表现出明显的流变特性。有时土体蠕变长达数年，变形量也会累积增加，如果此阶段变形过大，时间过长，会给工程带来许多问题，如墙面开裂、沉降不均等，对高等级公路则表现为桥头跳车、道路起伏、路面开裂等。　　天然土体一般是由矿物颗粒构成骨架体，再由孔隙水和气填充骨架体孔隙而组成的三相体系。矿物颗粒压缩性很小，一般都认为其不可压缩。因此，土体的变形是孔隙流体的流失以及气体体积的减小、颗粒重新排列、粒间距离缩短、骨架体发生错动的结果。　　对于软粘土这样的

8、饱和三相土，孔隙水压缩量很小。孔隙水体积的变化主要是因为孔隙水的渗出。由于孔隙体积变化和颗粒重新排列需要一个时间过程，土体的固结变形与时间有关。土体所受荷载(总应力)在作用瞬间，主要由孔隙流体承担。论文大全。随后，由于孔隙流体体积逐渐渗出，孔隙压力逐渐消散，有效