软土地基固结参数反演方法分析

第１２卷　２０１２生　第１２期　１２月　中　国水运　Ｏｈ　ｉ　ｎａ　Ｗａｔｅｒ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ＶｏＩ．１２　Ｎｏ．１２　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２０１　２　

软土地基固结参数反演方法分析　

吴武胜　，余灏　，李爱飞　

（１抚州市水电勘测设计院，江西抚州３４４０００；２东华理工大学，江西抚州３４４０００）　

摘要：固结系数反演分析对堆载预压下饱和软土层固结的计算产生重大影响。文中对一场地软土的固结系数进行　

反算，分析评价各反演方法的优劣性，为工程设计和施工控制提供依据。　

关键词：堆载预压，固结参数，软土，反演计算　

中图分类号：Ｕ２１６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—７９７３（２０１２）１２－０２６７—０３　

一、前言　堆载预压下饱和软土层固结系数进行反演分析是反演中　

很重要的一个环节。由于固结系数直接和软土的渗透系数有　关，而渗透系数直接影响其排水速度的快慢，决定着固结速　

率和粘性土固结过程中某一时刻沉降量的大小。在室内渗透　

试验和固结试验中，由于试验和现场两者边界条件的差异，　

以及地基土分布的不均匀，由室内试验测定的参数往往与实　

际值存在较大差异，对固结的计算产生较大影响。　

孔隙水压力反演法、沉降反演法、指数曲线法以及　

Ａｓａｏｋａ法的计算过程较为简便，对工程反演计算分析具有　

实际应用意义。　

二、固结系数的反演　

１．孔隙水压力反演法　基于孔隙水压力反算固结参数的原理，根据Ａ场地塑料　

排水板联合堆载预压法地基处理的监测资料，对各孔隙水压　

力监测点分别应用孔隙水压力法进行反算，得到各点的水平　

固结系数以及平均水平固结系数归纳为图１。　水平同结系数Ｑ０　∞０／ｓ）　

１　２　３　４　５　６　７　８　９　１０　１１　１２　１３　１４　１５　１６　ｌ７】８　ｌ９　２０　编号　

图１　反算的水平向固结系数（Ａ场地）　

由计算的结果来看，Ａ场地由孔隙水压力反算得到的土　

层水平向固结系数Ｃｈ值介于３．２７　Ｘ　１０。一１４．３０　Ｘ　

１０。ｃｍ。／ｓ之间，为室内试验水平向固结系数Ｃｈ（３．０　Ｘ　

１０。ｃｍ。／ｓ）的１．０９￣４．７７倍，平均为２．７倍；倍数相差较　

大主要是由于计算时选取指标的不同而造成的。因此，为了　

增加计算结果的可靠性务必要使得计算数据尽可能多。　

２．基于沉降的反演法　

（１）“沉降反演一法”　

应用上述方法计算Ａ场地塑料排水板堆载预压场地实测　沉降计算的固结系数分别为图２。　

水平ｒ８结系数（１Ｏ　ｃＩＩｌ　／ｓ）　

１　２　３　４　５　６　７　８　９　ｌ０　ｌｌ　ｌ２　ｌ３　ｌ４　１５　１６　１７　编号　

图２　由“沉降反演一法”反算的水平向固结系数（Ａ场地）　

Ａ场地塑料排水板堆载预压场地由该方法计算的固结系　

数是实测值（３Ｘ　１０≈ｃｍ　／ｓ）的１．２倍。可见该方法的计算　

结果和实验结果相差不多。　

（２）“沉降反演二法”　

应用“沉降反演二法”的理论，对Ａ场地堆载预压场地　

地基的水平固结系数进行反演，反演结果统计为图３。根据　

图３中的计算结果可以看出，由沉降的反演固结系数比实测　

结果大，Ａ场地场地由沉降反演结果与实测结果的比值为　

２．５￣５．７倍，平均为３．９倍；根据这个结果，可以看出该方　

法反演结果更接近实际值。　

反演水平向Ｒ１结系数（１０　ｔｉｎ　／ｓ）　

８　９　ｌＯ　ｌｌ　１２　ｌ３　ｌ４　１５　ｌ６　编号　

图３　“沉降反演二法”固结系数反算结果（Ａ场地）　

３．Ａｓａｏｋａ理论反演法　

以Ａ场地工程场地监测资料为例，采用Ａｓａｏｋａ法对两　

场地的软土固结系数进行反演分析。图４～５是根据Ａｓａｏｋａ　

法进行固结系数的反演计算综合图。在　ｉ－１～　ｉ图中，分期　

加载阶段的　／－１一Ｓ／直线是根据（　ｉ－１，　）的散点图采用　

收稿日期：２０１２—０８—１２　

作者简介：吴武胜（１９６４一）男，抚州市水电勘测设计院副院长，工程师，主要从事岩土工程方面技术与管理。　８　７　６　ｉ　３　２　１　０　峨蛞匝＿土＊　∞　Ｈ　加８　６　４　２　Ｏ　辐峨好亘匠　＊　６　４　２　０　８　６　４　２　Ｏ　一　８　。一

一蒜　好匿　＊　２６８　中国水运　第１２卷　

回归分析法中的最小二乘法回归分析得到的。　

售４５０　一　∽４００　

—７００　６５０　∽　

４００　３００　３５０　４００　４５０　Ｓ，　（ｍｍ）　

Ａ场地Ａ区　

４００　４５０　５００　５５０　６００　６５０　７００　Ｓ　（ｍｍｊ　图５　Ａ场地Ｂ区　

由图４—５分析出各场地拟合曲线斜率　反算出来的Ｃ　

值，见表１。　

表１　Ａｓａｏｋａ法反算结果　

场地　水平固结系数Ｃ　（１０一ｃｍ　／ｓ）　

Ａ场地（Ａ区）　

Ａ场地（Ｂ区）　１９　８　

９，３　根据Ａｓａｏｋａ法反演计算得到的固结系数和实测的结果对　

比，可知由可以Ａｓａｏｋａ法反演计算得到的固结系数比试验结　

果要大，Ａ场地Ａｓａｏｋａ法反演计算固结系数是试验结果的　

３．１—７．１倍。由此可见Ａｓａｏｋａ法反演结果较实际偏差太大。　

４．指数曲线反演法　

应用Ａ场地场地资料进行反演，反演结果见表２。从反　

算的数据来看，Ａ场地反演固结系数是室内试验的２．１—６．５　倍，平均值为５．１；这一结果较为接近实际地基的水平固结　

系数。　表２由指数法反演软土层水平向固结系数（１０。。ｃｍ　／ｓ）　三、固结系数反演方法的适用性评价　

根据各反演方法的反演结果与试验结果的对比见图６，　

可以综合评价上述方法的适用性。　

图６　Ａ场地各固结系数反演法计算值与试验值比较　

从计算结果及对比图可以分析出如下规律：①“孔隙水　

压力法”受选取时间段（ｆ，一ｔ　）大小以及相应孔隙水压力　

的影响较大，时间段选取的不同会对反演结果产生影响不大，　

而选取的孔隙水压力实测值的可靠性很高，该方法反算的固　

结系数与实际固结系数较接近；②“沉降反演一法”的计算　

结果较其他方法都偏小，因试验值不合理，该方法并不适用；　

③“沉降反演二法”受实测沉降曲线选取点的影响较大，只　

有沉降观测时间较长反演出的固结系数才更具有可靠性，可　

以用于固结系数的反演计算；④Ａｓａｏｋａ反演法的计算结果　

往往比试验结果大的多；⑤指数曲线法的反演结果比　

Ａｓａｏｋａ法计算值小，与”孔隙水压力法”和”沉降反演二　

法”的计算值较为接近，可以用该法来反演地基软土的固结　

系数。　

四、结论　

通过对各种反演方法反演的同一地区软土固结系数的结　

果进行统计分析后，可以认为用于软土固结系数反演的最好　

的方法是”孔隙水压力法”和”沉降反演二法”，其次是指数　

曲线法。由于“沉降反演二法”受选取点很大影响，只有当　

观测时间较长时效果才比较好。　

参考文献　

ｆ１】《地基处理手册》编写委员会．地基处理于册【Ｍ】．北京：中　

国建筑工业出版社，１９９５．　

［２】陈新彦等．三种估算土层固结系数方法的对比研究【ＪＪ＿中　

南公路工程，２００１，（３）：８５—８６．　

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代交通技术，２００５，（２）．　

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反演计算【『１．现代交通技术，２００５，（２）．