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软土地基的工程特性及处理方法
软土地基是指土质较为松软、含水量较高的土壤，具有一定的工程特
性和处理方法。
下面将从软土地基的工程特性和处理方法两个方面进行阐述。
1.可压缩性：软土地基具有较大的可压缩性，因为土壤颗粒间的相互
作用较弱，土壤中的空隙率较高，水分含量也较高，容易受到外界荷载的
压实。
2.强度低：软土地基的强度较低，属于不稳定土，容易发生流变变形
和液化等现象。
3.渗透性差：软土地基的渗透性较差，由于土壤颗粒之间的间隙较大，水分在土壤中的移动速度较慢。
软土地基处理方法：
1.排水处理：对于软土地基，排水是解决问题的关键。
可以采用表层
排水和深层排水相结合的方式，通过建设排水沟、排水管道等设施，将土
壤中的过剩水分排除，提高土壤的稳定性。
2.土体改良：通过加入改良剂，如石灰、水泥等，改变软土地基的物
理和化学性质，提高其抗压强度和稳定性。
3.加固和加筋：可以采用加筋土壤、挤密法、灰固法等方法加固软土
地基，增加土体的抗压强度和稳定性。
4.预压和加固：通过对软土地基施加预压荷载，使其产生初始压实度，减小土体的压缩性，提高土壤的强度和稳定性。
5.地下排水系统：在软土地基下设置地下排水系统，通过排水井、排
水管道等设施引导和控制地下水的流动，减小地基的液化风险。
综上所述，软土地基的工程特性包括可压缩性、强度低和渗透性差等，针对软土地基的处理方法主要包括排水处理、土体改良、加固和加筋、预
压和加固以及地下排水系统等。
软土的主要工程特性分析摘要：软土地基具有承载力低、沉降量大、固结完成时间长等不利的工程特性。
在软土地基上修筑高速公路，潜在的工后沉降会对交通运输造成相当大的危害，因此要对地基的沉降进行较为准确的预估。
深入探讨软土地基的沉降发展规律，利用有限的沉降实测数据，选取合理的预测模型及方法预测地基的后期沉降，对于控制施工进度，指导后期的施工组织与安排，具有重要的理论与工程实际意义。
关键词：软土地基；地基沉降；固结；粘聚力；含水率；孔隙比；抗剪强度；颗粒级配1引言近年来，随着国家基础设施投资力度的加大，高速公路的建设进入了一个新的发展阶段。
高速公路是带状构筑物，跨越地区广，沿线地质条件复杂。
我国的高速公路多修筑于沿海各省，土的类别多为淤泥、淤泥质粘土、淤泥质亚粘土及淤泥混砂层。
这类地基具有含水率高、压缩性大、渗透性小、强度低等特点。
在这类地基上修建公路，会遇到稳定及变形等问题，特别是高速公路，其最小弯道半径一般为800米，不仅要求路堤稳定，而且对工后沉降要求较高，需要严格控制工后不均匀沉降。
从已建软基上的高速公路的运行情况来看，工后沉降较大，特别是造成”桥头跳车”，轻者影响行车速度，损坏车辆，重者导致交通事故，造成人员伤亡。
2软土的主要工程特性1.含水量高淤泥和淤泥质土的含水量一般为50%~70%，液限一般为40%~60%，天然含水量随液限的增大而增大。
2.孔隙比大一般大于1.0，天然软土的孔隙比往往比同一垂直压力下的重塑土孔隙比高出 0.2~0.4。
3.渗透性小其渗透系数数值一般在1??0-4 -1??0-8cm/s之间。
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，故在垂直方向的渗透系数比水平方向要小。
4.压缩性高淤泥和淤泥质土的压缩系数a1-2般为0.7- 1.5mpa-1，最大达4.5mpa-1，且随着土的液限和天然含水量的增大而增高。
5.抗剪强度低软土的抗剪强度与加荷速率及排水固结条件密切相关。
第43卷第11期•1〇〇 • 2 0 1 7 年 4 月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREVol.43 No. 11Apr.2017文章编号：1009-6825 (2017) 11-0100-04非饱和膨胀土强度及土水特性室内试验研究郭震山(山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，山西太原030006)摘要:依托某浅埋膨胀土隧道工程，制备不同含水率的土样进行直剪试验,建立了膨胀土强度参数随含水率变化的经验公式，采 用滤纸法测得膨胀土在吸湿过程中基质吸力随含水率的变化规律，并依据试验数据对土一水特征曲线按V-G模型进行拟合并确 定拟合参数，结果表明:现场膨胀土属于低压缩性土，具有中等膨胀潜势，土体摩擦角随含水率的增加呈线性减小,黏聚力随含水 率的增加呈二次抛物线形减小，土一水特征曲线与V-G模型拟合程度较好。
关键词:膨胀土，室内试验，强度参数，基质吸力中图分类号:TU411 文献标识码:A膨胀土在我国分布广泛且种类较多[1’2]，同时膨胀土具有显 著的地域差异性，不同地区膨胀土的工程特性不尽相同。
工程中 遇到的膨胀土多为非饱和土,其对环境中湿度的变化非常敏感，遇水膨胀、失水收缩，同时其强度参数和基质吸力也随土体中含 水率的变化而发生显著的改变。
在外界雨水补给条件下,膨胀土 含水率升高，土体发生软化膨胀，非饱和区基质吸力降低,导致膨 胀土抗剪强度降低，从而诱发膨胀土路基不均匀沉降[3]、膨胀土 边坡失稳破坏[4]、膨胀土隧道坍塌[5_7]等严重工程事故的发生。
1研究进展目前，国内学者已经对膨胀土进行了大量的室内和现场试 验，以研究膨胀土的工程特性。
项伟等[8]通过室内试验研究了南 水北调潞王坟段膨胀土的膨胀变形特性。
刘鹏[9]和杨庆等[1°]对 膨胀土抗剪强度随含水率的变化关系进行了试验研究，并得到了 抗剪强度参数随含水率的变化关系。
周葆春等[11]和黄志全等[12]采用滤纸法对非饱和膨胀土的土一水特征曲线进行了测定。
软土具有的性质
软土具有的性质：天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差。
软弱土指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。
由软弱土组成的地基称为软弱土地基。
淤泥、淤泥质土在工程上统称为软土，其具有特殊的物理力学性质，从而导致了其特有的工程性质。
软弱土的特性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小。
在外荷载作用下的地基承载力低、地基变形大，不均匀变形也大，且变形稳定历时较长。
因为软土的成份主要是由粘土粒组和粉土粒组组成，并含少量的有机质。
粘粒的矿物成份为蒙脱石、高岭石和伊利石。
这些矿物晶粒很细，呈薄片状，表面带负电荷，它与周围介质的水和阳离子相互作用，形成偶极水分子，并吸附于表面形成水膜。
在不同的地质环境下沉积形成各种絮状结构。
因此，这类土的含水量和孔隙比都比较高。
根据统计，一般含水量为35～80%，孔隙比为1～2。
软土的高含水量和大孔隙比不但反映土中的矿物成份与介质相互作用的性质，同时也反映软土的抗剪强度和压缩性的大小。
含水量愈大，土的抗剪强度愈小，压缩性愈大。
反之，强度愈大，压缩性愈小。
《建筑地基基础设计规范》利用这一特性按含水量确定软土地基的承载力基本值。
许多学者把软土的天然含水量与土的压缩指数建立相关关系，推算土的压缩指数。
由此可见：从软土的天然含水量可以略知其强度和压缩性的大小，欲要改善地基软土的强度和变形特性，那么首先应考虑采用何种地基处理的方法，降低软土的含水量。
基金项目作者简介研究方向为开采地下水引起的地面沉降抽灌水条件下上海砂土层的变形特征和变形参数薛禹群吴吉春李勤奋南京大学地球科学系江苏南京上海地质调查研究院上海摘要研究了上海含水研究结果表明性性模型描述此时砂土层黏弹塑性的模型为一弹变形参数关键词地面沉降含水砂土层变形特征研究背景在抽取地下水引起的区域地面沉降问题中地下水位变化是土层变形的外因土层本身的压缩性是其变形的内因因此土层变形特征是区域地面沉降研究的一个重通常但由于取样的局常年实测的各土层的应变都小于年的最大累计沉降就达到所有这些使常常过高地估计土层的压缩性现场实测的土层因此对现场土层变形和水位观测数据的分析一直受到人们的重视随着观测资料的积累过去或者认为砂土层的变形对地面总沉降的贡献可以忽略不计含水砂层可能成为地面沉降的主要沉降层征与地下水位变化的关系根据工程地质勘探资料个工程地质层第一砂层对应于该地区水文地质剖面中的潜水含水除第六砂土层主在这些砂土层中有些地方还含有一些黏土夹上海因抽取地下水引起的地面沉降最初发现于年均地面沉降量为是年间年均地面沉降量达到多个水位观测孔和采量抽水量的改变造成各含水层的水位变化在不同时期呈现不同为月达到年度的最低值在由于限制开采量和到年代水位达到一个较高值位在年后水位已低于年代的最砂土层的变形特征和变形参数第三承压各含水层地下水位的变化图图年由图上升呈现出几乎同步的压缩本文均采用这图年和从图升降在可假设它满足线性强化规律在确定弹性模量和强化参数时采用简化的双线性弹塑性模型描述如图所示强化参数式中为塑性应变由应力应变回滞环的斜率可得两个砂土层的弹性模量为在年和第四承压含水砂层主要由细砂和中粗砂组成图双线性弹塑性模型处第二埋深该砂层从从图回弹的周期性变年以后年以后在地下水位甚至没有回土层变形特征的变化是与土层经历的水位变化密切联年分层标处第此后地下水位在年地下水水位在一定范围内周期性地升年以后地下水位在循环往复中总体上下降但年水图是将和年个时段的应力应变图分别表示在图年砂土层表现而其弹性模量为弹性模量的平均值为变形可忽略不计年的变形与水位变化但年以缩变形继续增加当然有效应力增大时曲线的坡度要大于有效砂在抽灌水条件下砂土层的变形具有蠕变性这在过去的地面沉降研究中是没有一些黏性土的夹层和透镜体有关达到稳定的时间较短而己的变形可用图由弹簧体由弹簧图体弹簧体强化的变形特征其弹性模量分别为后当应力时的应力应变曲线可确定变形参数为为当降时组件在和也因此在有效应力增大时模型的应力应变关系可表示为砂土的蠕变力学模型式中为应变为摩擦元件的起始阻力在计算中取对应于土层历史上最低水位时的有效应力 为应变变化率 为有效应力若即在初始条件下的二阶导数为则由直线的斜率和和和区的分层标位于浦东新区的所得分析结果与分层标的分析结而是具有一定的普遍结论同时由土层的变形主要为弹性其应力应变关但抽水引起的地下水位的改变发并在地面总沉降量中例如在对地面总沉降的贡献都超过分层标处为分层标处为也要重视参考文献上海经济区地质中心长江李勤奋方正王寒梅译地面沉降第四届地面沉降国际讨论会译文选集地张云薛禹群李勤奋魏子新上海第四承压含水层应力应变分析王林玉罗刚张建民黄文熙。
上海现阶段主要沉降层及其变形特征分析张 云1,薛禹群1,李勤奋2(11南京大学地球科学系,南京 210093;21上海市地质调查研究院,上海 200072)摘要:以上海地质条件为基础,根据最近十几年分层标和含水层水位观测资料分析了上海地面沉降的主要沉降层,分析结果表明目前上海的主要沉降层是第五砂层。
从第五砂层水位与时间的关系、变形与时间的关系和水位与变形的关系出发,结合室内实验的结果,指出第五砂层的变形特征是地下水位在一定范围内反复上升-下降时,变形以弹性为主、一般情况下则以塑性变形为主、应力应变关系为非线性以及存在蠕变变形。
在建立地面沉降模型时必须考虑含水砂层的这些变形特点。
关键词:地面沉降;沉降层;变形特征中图分类号:P642.26 文献标识码:A 文章编号:100023665(2003)0420006206收稿日期:2003204209;修订日期:2003206209基金项目:国家自然科学基金(40172082)和博士点基金(20010284002)资助项目。
作者简介:张云(19652),女,副教授,从事岩土工程及工程地质的教学和研究工作。
E 2mail :cloudzhy @s 上海地处长江三角洲前缘,面积约6340km 2,地表覆盖着较厚的第四纪松散沉积物,从西南部的100～250m ,向东逐渐增厚至300～400m ,市区及近郊区的厚度一般为270～290m 。
上海市利用深井抽取地下水的历史可追溯至1860年,但直到1921年才由水准测量发现地面沉降。
随着地下水开采量及开采层次的变化,上海地面沉降经历了不同的发展阶段。
1972年以前,开采量的8015%都来自第二和第三承压含水层,在集中开采区出现了大面积的地面沉降,对地面沉降的研究主要集中于埋深70m 以内的土层变形,对其中的承压含水层的变形都作为弹性处理。
此后,为控制市区地面沉降量,进行了开采层次的调整,限制第二、三承压含水层的开采量,增加第四、五承压含水层的开采量,1985年这两个含水层的抽水量占总开采量的7114%,但总开采量不大。
