大面积吹填软土地基处理中沉降预测方法探究

软土路基沉降控制及沉降预测的分析研究的开题报告一、课题背景软土路基沉降问题一直是公路工程中的一大难点，因为软土路基的强度、压缩模量和渗透性等特性与一般路基土工材料相比均有很大差异，所以在公路工程中，软土路基的难以控制的沉降问题给道路的施工、使用和维护都带来了一定的困难。

因此，如何有效地控制软土路基的沉降问题成为了一项重要的研究内容。

二、研究目的本课题旨在分析软土路基的沉降特性，通过对软土路基沉降的预测和控制方法进行探究，以提出相应的对策和方法，从而达到优化公路工程效果的目的。

三、研究内容1.对软土路基的基本特征进行分析和总结，了解其特性，以及研究软土路基的沉降机理。

2.收集软土路基沉降预测和控制方法的相关研究文献，比较和总结其优缺点和适用范围，深入探究软土路基的沉降预测方法和控制手段。

3.通过前期的文献调查、实地考察等方式，收集软土路基沉降的相关数据，并进行分析，为后续研究提供数据支持。

4.根据收集的数据，运用数据分析方法，构建软土路基沉降预测模型，并对预测模型进行分析和评估。

5.在分析软土路基的沉降特点和预测模型的基础上，提出对软土路基的沉降控制方法和技术措施。

四、研究意义本课题研究软土路基的沉降特性及其控制方法，对于优化路基工程的设计和施工具有现实的指导意义。

通过对软土路基的沉降机理和预测模型的研究，可以更为精准地预测路基沉降的情况，同时，可以结合实际情况，针对软土路基的特点提出更为有效、可行的控制措施，从而提高公路工程的质量和安全性。

五、研究方法本课题主要采用文献调查、实地调查和数据分析等方法进行研究，同时对软土路基的沉降机理和预测模型进行分析和评估，提出对策和建议，旨在为公路工程的设计和施工提供技术支持和指导。

探讨公路软土地基沉降预测方法在进行公路作业的过程中，要掌控相应的施工进度，为后续作业提供一些依据，并且使得路基具有稳定性和适用性，因此要计算预测路基的最终沉降量。

传统的理论计算方法是，按常规的一维固结理论来计算土工试验指标进行理论，但是通过这样获得的结果，跟实测结果相比差距非常的大，地基沉降的研究命题多数都是三维课题，具有现实的复杂性，所以要运用相应的沉降观测资料，进行推断和计算后期沉降，同时也包含了最终沉降，其意义是非常深远的。

1 软土路基沉降机理1.1 次固结沉降超静孔隙水的压力基本上已经消散开，指的就是次固结沉降，随时间继续发生的沉降量的条件是基本上有效应力不变。

通常会觉得这是一种恒定应力状态，土中粘滞流动的形态结合水，移动的速度十分缓慢，使得相应的变化出现，骨架产生徐变在结合水膜厚度之中。

在实际的次固结时，也会存在微小的超土孔隙压力，使得图块中有相应的水流。

对于这样很小的沉降，跟土层的厚度没有关系，而且具有很长的历时，通常不予考虑。

1.2 瞬时沉降在加荷的瞬间，来不及排出土中的孔隙水，孔隙没有产生体积变化，但是因为荷载的作用，剪切变形在土中发生，这就是瞬时沉降。

很小的瞬时沉降出现在严格的土体一维变形情况之下。

在土体全部饱和之后，对土块中的颗粒变形情况忽略不计，此时瞬时沉降几乎属于零。

针对土体的二维或三维变形的情况，也就是说在沉降地基总沉降量中瞬时沉降占有的比例很大。

加荷方式和加荷速率跟瞬时沉降有着非常大的关系，如果使用一次加载瞬时的方式，地基的瞬时沉降会大大地超过均匀慢速加载的情况，其原因是因为增量加载的时刻不同，土体在不断的固结，随之土中有效应也在增大，土体相应的变形模量也会随之增加。

1.3 固结沉降在外荷载的情况下，受到超孔隙水压力的水力梯度的影响，水从土内排出，土骨架上因为转移了应力增量因此产生沉降，这就是固结沉降。

这个过程跟时间有着紧密的联系，重点是在体积的变化，当中也包括了剪切变形，所以使得进一步沉降的发生，在粘性土地基沉降当中，这是最重要的一个组成部分。

新近吹填场地固结沉降趋势预测及场地处置对策研究新近吹填场地固结沉降趋势预测及场地处置对策研究摘要：随着城市化进程的加快，土地资源的紧缺和开发利用需求的增加，吹填场地成为一种常见的土地开发方式。

然而，吹填场地在位移、沉降等方面存在着一系列的安全隐患。

本文以新近吹填场地固结沉降趋势预测及场地处置对策研究为题，通过对吹填场地的固结沉降特征、预测方法和场地处置对策的分析研究，旨在提供吹填场地开发与管理的参考依据。

1. 引言吹填场地是指通过填方作业方法，将土石材料填充到原有地面以上形成新的地基面。

吹填场地的开发对于解决城市土地资源的紧缺以及满足城市建设需求具有重要意义。

然而，吹填场地在长期使用过程中，会出现固结沉降的问题，给社会经济发展带来一定的安全风险。

因此，对于新近吹填场地固结沉降趋势的预测和场地处置对策的研究具有重要意义。

2. 吹填场地固结沉降特征分析通过对现有吹填场地的调研和实地观测，可以总结出以下吹填场地固结沉降的特征：（1）固结沉降速率较快：吹填场地的固结沉降速率通常较快，主要是由于填土材料的初始压实产生的沉降。

（2）固结沉降量较大：吹填场地的固结沉降量通常较大，这主要是由于填土材料的破碎、压实和水分排泄的过程所致。

（3）长期稳定性较差：吹填场地的长期稳定性较差，容易出现因固结沉降而引起的地表破裂、建筑物倾斜等问题。

3. 吹填场地固结沉降趋势预测方法研究针对吹填场地固结沉降趋势预测问题，目前存在多种方法，包括理论分析法、经验公式法、数值模拟法等。

其中，数值模拟法是目前广泛应用和研究的方法之一。

数值模拟法利用计算机模拟吹填场地的变形和沉降过程，可以较为准确地预测固结沉降的趋势。

4. 吹填场地处置对策研究针对吹填场地固结沉降问题，需要制定相应的处置对策，以降低其对人类和环境的影响。

主要的处置对策包括：（1）强化工程监测：对于已吹填场地，应进行强化的工程监测，及时发现和监测场地的变形和沉降情况，为后续处置提供数据支持。

2012年4月第4期总第465期水运工程卩01乞&I&2012如. 4 56^181 如.465，地基与基础，基于成长模型的吹填土软基沉降预测方法研究#张明工，杨永生2河南工程学院，河南郑州4511912.三门峡职业技术学院，河南三门峡472000〕摘要：堆载预压和真空堆载联合预压处理吹填淤泥软基沉降变化规律与3种“5”型成长曲线变化规律相似。

影响软基沉降发展规律的因素很多，3种成长曲线沉降预测模型仅反映了沉降发展规律中一种或几种信息特征，将各种单项预测模型 进行组合，引入了变权“5”型成长曲线组合模型，结合围海造陆工程实例，对吹填淤泥软基沉降进行预测，结果表明：变 权组合沉降预测模型预测未来沉降与实测值十分吻合，预测精度较单项模型高，采用该模型进行吹填淤泥软基沉降预测是可行的。

关键词：土力学；吹填淤泥；沉降；成长模型；变权组合模型中图分类号：扣478 文献标志码： 4 文章编号561116^6^1口「6亡101100 0^ 亡「6亡06亡 011 ^0^0^31100匕356亡 00 9「〇咖⑴0^6126八IV！丨叩\丫八丫009-5^092(氕1^6030 105111^16 0『[叩…66「丨叩，2^6092^0^ 451191^ 0^103：1. 530^60x13 丁60…丨03丨丨"511山1丨01530^60X13 472000^ 0^103^八匕51「301：丁匕6 561116⑴601 0『3「63963『I I I 50^1 013^ ^0^0^31100「61门『0「063 匕丫 5口「0^306 0「6|03出门9 30^ 00^^106^ 乂3⑶口⑴-5口「比3「96 ^「6103^109 15 51⑴113「10 出「66 “5”啡 6 9「0她⑶啊^.丁"6「6 3「6 ⑴30丫『30^0「5 3『『601！09 出6 咖6|0内门9「69⑴3「11乂 0『561116⑴601 10 50什 013^『0口门伽比门，30^ 出「66 561116⑴601 ^「6^101100 ⑴0扣15匕3560 00 9「0^1^ 0口「乂6「6『1601 001丫006 匕1门3 0「56乂6「31 1^10^5 0『！0『0「^31！00 0^3「3016「！51！05 0『561116^601 ^6^610^10^「69口13「11义 丁匕6 乂3「13匕16 ^619^1 30^ “5” 1^^6 9「0^1^ 0口「乂65 00^^1031100 ^1006丨 15 6513^115^6^ 10 3031丫26 1^6 561116^601 ^313 0『3「60960『I I I 50『1 013^『0口0031100 10 丨300「6013^131100 ^「0)601 匕丫 1^6 00^^1031100 0『100^13口3丨 ^「6^101100 ^0^61^ 1^6 3031^11031 「65口115 0『6091066「109 0「301106 10010316 1^31 I卜6『口I口「6 561116^601 匕丫 1^15 ^61^00 0『乂3「13匕16 ^619^1 300 00^^1031100 561116^601 ^「60101100 ^0061 15 0005151601 卯I出⑴635口「65 乂31口65，300 00^^3「60 卯I出 1001^10^31 ^00615^ 乂3「13匕16 ^619^1 300 00^^1031100 561116^601 ^「60101100 ^0061 匕35 9000 ^「60101100 300口「30^ 丁"6 ^0061 15「635003匕16 10 ^「601011^6 561116^601 0『0「60960『I I I 50『1013^『0^0031100^^6^^0「^5：50口 ^160匕3045：0「60^60『I I I：561116^601：9「0^1^ ^0061：^3「^3匕16 ^6^9^！00^1匕^门彐⑴㊀门 ^006！沿海地区围海造陆工程吹填淤泥软基沉降预 测是一个极其复杂的问题，由于受应力历史、地 质条件、土体大变形及非均质性等因素影响，沉 降计算理论预测结果与实际存在较大的差异。

堆载预压法处理软土地基沉降量预测探讨摘要：在基建工程项目的建设过程中，对于软土地基而言，属于不良地质中的其中一种，其强度相对较低，但有着高含水量、高孔隙比、高灵敏度、高压缩性等特点，与构筑物地基施工要求不相符合。

在控制沉降的过程中，需要使其处于合理的范围之内。

为形成对软土地基沉降量的有效预测，可以运用堆载预压法进行处理，判断地基处理之后是否能够达到基本要求。

关键词：软土地基；沉降量预测；堆载预压法引言：在开展基建工程建设作业时，需要在前期做好准备工作，及时处理软土地基，加强对沉降量和沉降速率的控制。

在运用堆载预压法时，结合软土地基沉降量的处理情况，在做出客观、合理的预测时，分析影响预测结果的相关因素，以及在运用堆载预压法时的适用条件，为该地区的软土地基沉降处理工作开展提供经验和理论指导。

1.软土地基处理方案设计1.1地基处理技术要求在基建工程项目的建设过程中，随着地基处理作业的开展，对处理技术的应用提出了高标准和高要求。

在工程的运行期限范围内，应加强对沉降量的控制，且差异沉降量同样需要被控制在相应的标准范围内。

结合施工场地的地面做出初步估计，并综合考虑填土料的实际情况，使地基强度已经达到中等要求。

1.2软土地基处理方案选取在开展软土地基处理工作时，所运用的处理方法具有多样性。

例如，换填法、静力排水固结法、动力固结法、碎石桩、砂石桩、水泥粉煤灰碎石桩、桩网复合地基法、水泥搅拌桩等等。

其中，对于动力固结法而言，主要包括强夯法、动力密实法和强夯置换法三种类型。

通过分析静力排水固结法中所包含的类型，有以下三种。

即，真空预压法、堆载预压法、真空-堆载联合预压法。

以静力排水固结法为例，在运用真空预压法时，在处理土层、淤泥层时，理论上的具有可行性，但所设置的真空度排水板，需要保持不直接打通淤泥层。

在淤泥层之间，对于所分布的中砂层或者粗砂层，应具备良好的渗透性。

因此，在处理淤泥层的过程中，需要在保证具有良好的真空效果的同时，及时对粗砂层进行封堵。

软基沉降预测模型研究路基的沉降预测日益受到工程界的关注，尤其是软土路基，其压缩性高、含水量高、渗透性低，变形完成需要经历一个较长的时间。

因此，探讨软土路基的沉降变形规律，提出合理的预测模型和方法，对控制路基工后沉降，保证公路运营质量具有重要的理论价值和实际意义。

目前，沉降的计算有两类方法：（1）理论法。

通过固结理论，并结合各类土体本构模型，采用有限元等数值计算方法而建立的。

但因本构模型与实际有较大差距，且计算参数较多，因此很难普遍用于实践。

（2）经验公式法。

根据实测资料建立沉降与时间的关系，用以预测未来沉降量，如双曲线法，指数函数法[1]，Asaoka法[2]等。

但是，这类方法都难以反映全过程沉降与时间的关系。

文献[3]在理论上证明了沉降-时间曲线呈S形，即增长曲线形。

实际应用较多的增长曲线有两种：Logistic曲线和Gompertz 曲线。

这两种曲线对软土路基沉降的预测各有特点，也各有不足之处，很难用单一模型来进行准确的预测。

因此，自然想到组合预测的思想。

组合预测模型有很多优点，组合预测比原有单一模型有较低的预测误差；组合预测包含所有单一模型的信息，其方法建立在最大化信息利用基础上。

1软土路基的沉降发展规律在路堤荷载作用下，地基土中的应力发生变化，从而引起地基变形，出现路基沉降。

大量现场沉降观测资料表明，软土路基沉降变化基本经历了发生-发展-稳定-极限的过程[4]。

（1）发生阶段。

刚加载时，土体处于弹性或者近似弹性状态；（2）发展阶段。

随着荷载的加大，土体进入弹塑性状态，随着塑性区的不断开展，土体的沉降速率也在不断增长；（3）稳定阶段。

当荷载不再增加时，由于固结未完成以及土骨架的蠕变，土体的沉降随着时间而增长，但其速率逐渐变小；（4）极限状态。

当沉降时间足够长时，沉降量达到极限状态，此时沉降不随时间变化。

2增长曲线预测模型及其特点大量的软土路基沉降实测资料以及理论分析均表明[3-4]，软土路基的沉降前期加速增长，达到一定时间后增长趋缓，并趋于某一极限值。

刍议大面积吹填软土地基处理中的沉降预测方法摘要：文中对比研究了大面积吹填软基处理工程中沉降预测问题，利用基于有限差分法的FLAC3D 数值计算方法，结合工前土工试验数据，预测了未知时间内的沉降，探讨了该方法的推广价值，为类似工程提供借鉴。

关键词：软基处理；软基预测；有限差分法一、引言工程中常用的沉降预测方法大致可分为三类：一类是基于实测沉降历时关系的曲线拟合方法；第二类是基于系统分析法；第三类是基于Biot 固结理论结合土体本构模型的数值方法。

这几种方法各有相应的适用条件和理论机制，己经成为当前计算沉降的主要方法。

本文结合工程实例，分别用三大类方法预测软土地基的后期沉降和最终沉降。

分析各自方法的特点和适用性，并结合真空预压试验区实测资料进行基于统一评价标准的比较，从而得出较为准确的预测结论，为相应工程提供参考。

本文以施加稳定的真空荷载为沉降分析的起点，不考虑抽真空前插板期间沉降。

图 1 为试验区实测地表分层总沉降～时间变化曲线。

二、基于FLAC3D 的软基沉降预测1．FLAC 程序简介FLAC（Fast Lagrangian Analysis of Continua，连续介质快速拉格朗日分析）是由Cundall 和美国ITASCA 公司开发的有限差分数值分析程序，主要适用地质和岩土工程的力学分析。

该程序自1986 年问世后，经不断改版，成为国际上广泛应用的可靠程序。

2．本构模型本文采用Mohr-Coulomb 模型，模型的破坏包络线和Mohr-Coulomb 强度准则（剪切屈服函数）以及拉破坏准则（拉屈服函数）相对应。

3．比奥固结理论真空预压是一种典型的流固耦合过程，宜采用真三向固结理论。

比奥（Biot）固结基本理论可以反映固结过程中位移与孔隙压力的相互影响，因为比奥（Biot）固结理论能反映实际情况，故计算软土固结沉降时宜采用比奥（Biot）固结理论。

4．计算模型的建立①计算区域及网格划分试验区采用塑料排水板真空预压，排水板深度19m，间距0.85m，正方形布置。