【導(dǎo)讀】beingavailable.

　　

【正文】 一施工期所引起的最終沉降。 (3)預(yù)估在永久荷載和相應(yīng)的超載下由于超載所引起的竣工后的沉降。 第一個(gè)問(wèn)題主要依賴于設(shè)計(jì)時(shí)的理論。其余兩個(gè)問(wèn)題需要以經(jīng)驗(yàn)為根據(jù)而不是靠理論方法。因?yàn)樗鼈兪强坑^測(cè)的數(shù)據(jù)而得來(lái)的。在任何情況下，第二個(gè)和第三個(gè)從現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)到的預(yù)估沉降量比理論算得的沉降量都可靠。 Leroueil et al 提出了有效應(yīng)力路徑，分析了施工時(shí)期豎向沉降和橫向沉降之間的關(guān)系。 Stamatopoulos 和 Kotzias 發(fā)展了在永久荷載下確定最終沉降的方法，但這種方法是基于彈性理論的，而且它很難用來(lái)計(jì)算沉降率。而雙曲線模型的方法又是依據(jù)總 的荷載 —沉降關(guān)系來(lái)預(yù)估最終沉降量，這種方法對(duì)于在初始天然荷載下的沉降很不靈敏。 本文在 Asaoka 觀測(cè)法的基礎(chǔ)上，提出了一種軟土地基上分期施工時(shí)在永久荷載作用下的預(yù)估最終沉降的方法。 2. 分期觀測(cè)法 Asaoka 建議采取一個(gè)“觀測(cè)過(guò)程”，利用現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的數(shù)據(jù)來(lái)估算最終沉降量和原位固結(jié)系數(shù)。這種方法因?yàn)槠浜?jiǎn)單性和有效性而變得越來(lái)越受歡迎。 該方法是基于單向固結(jié)沉降量 S0 , S1 , S2 , ?? ， Sj 在時(shí)間 0 ， ? t ， 2? t ，?? ，j? t時(shí)能被作為第一近似值，公式如下： Sj = 0? + 1? Sj1 (21) 在時(shí)間 Sj Sj1 圖里它代表了一條直線。這里 0? 是直線的截距， 1? 是直線 的傾角。當(dāng)達(dá)到最終沉降時(shí)： Sj= Sj1=Sf ，因此，最終沉降 Sf可以由如下公式求得： Sf = 101 ??? (22) ln 1? = 26H tCV? （兩面排水時(shí)） (23) ln 1? = 22H tCV? （頂部排水時(shí)） (24) 常數(shù) 1? 和固結(jié)系數(shù) CV有關(guān)： Magnan 和 Deroy 認(rèn)為 對(duì)于橫向排水： Ch = tFDe ??? 12 ln8 ? (25) 對(duì)于豎向排水： Cv = tH ??? 12 ln125 ? (26) 這里 De ， H 分別是排水路徑的長(zhǎng)度。 Asaoka 觀測(cè)法也表明， Sj Sj1 圖中的直線在多級(jí)荷載作用下會(huì)改變位置，而且，當(dāng)沉降相對(duì)較小而粘土層相對(duì)較厚時(shí)，移動(dòng)的直線基本上和初始直線是平行的。但是，該方法并沒有討論給出如何確定從一個(gè)直線段到下一個(gè)直線段的移動(dòng)距離。 在表達(dá)式 (1)中，當(dāng) j = 0 時(shí)， t = 0， S(t=0) = S0 ,這里 t 是荷載的工作時(shí)間。如果在荷載卸載 的瞬間將 t設(shè)置為 0，那么 Sj1就變?yōu)?0。因此 S0 = 0? =瞬時(shí)沉降 Se (27) 這就意味著 Asaoka 觀測(cè)法能被擴(kuò)展為求固結(jié)沉降，其值等于 Sj Sj1圖里的 直線的截距 0? ，這里 t = 0 是在荷載加上之后。此外，這種瞬時(shí)沉降也是分期施工期平行線的移動(dòng)距離。 事實(shí)上，根據(jù) Asaoka 觀測(cè)法的最初土層的沉降值能由下式求得： St = dzztH?0 ),(? (28) ?????? ?????????? )(51)(31)(41)(21),( 243242 FCZFCZZFTCZTCZTztVVVV ?。。。? (29) 這里 T和 F是兩個(gè)未知的時(shí)間系數(shù)。 在豎向排水的底部和土層的頂部， ),( zt? =T=? (t , z=0) 。如果 t = 0，那么 ),( zt? =? (t=0 , z=0) = e? =初始彈性應(yīng)變。因此， S(t=0)=S0就能得到瞬時(shí)沉降 Se 。 Se也能由如下彈性原理的公式求解： S0=Se= uEqbIV )1( 2? (210) 上式清楚地表明 Asaoka 觀測(cè)法能夠被擴(kuò)展到估算施工期路堤的沉降。也就是說(shuō)，下一個(gè)施工期的路堤的狀況可由上一個(gè)施工期的 0? ， 1? 進(jìn)行估算。上一個(gè)施工期的路堤的沉降測(cè)量值越多，下一個(gè)施工期的估算值就越精確。分期觀測(cè)法包括以下幾個(gè)步驟： (1)觀察時(shí)間 — 沉降曲線的草圖 (2)選擇時(shí)間間隔 ? t，通常是 10 到 100 天之間。在 tj 時(shí)刻讀取曲線上的沉降 Sj 。 (3)在相應(yīng)的坐標(biāo)系里以 Sj Sj1為軸，從 0開始標(biāo)出沉降 Sj Sj1的點(diǎn)。 (4)用直線將標(biāo)出的點(diǎn)連起來(lái)，直線相應(yīng)的傾角是 1? ，在 Sj軸上的截距為 0? ，與 45o直線的交點(diǎn)是第一工期的最后固結(jié)沉降量。 (5)利用第一工期的 0? 通過(guò) (210)式反求不排水壓縮模量。 (6)通過(guò)已知的 Eu來(lái)確定下一工期的路堤沉降，從而確定直線段的移動(dòng)距離。 (7)假設(shè) CV在分期施工時(shí)是連續(xù)的，并且假設(shè)相對(duì)于軟土的厚度來(lái)說(shuō)路堤沉降非常小，這可以保證下一工期的直線段平行于第一施工期的直線段。 (8)從與 45o斜線的交點(diǎn)預(yù)估下一施工期的最后沉降量。 (9)利 用 1? 的值通過(guò)式 (25)、 (26)分別估算 Ch和 CV 。 3. 實(shí)例研究 工程地址和工程概述 連云港 — 徐州高速公路的 A 段是一段長(zhǎng) 31km 的高速公路，它把港口城市連云港和國(guó)家高速公路網(wǎng)連在一起。該工程于 1999 年 12 月開始動(dòng)工。這其中包括 104 座橋和涵洞。該高速公路路堤的底部寬 40m，高從 3m到 7m 不等。 根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，路堤和結(jié)構(gòu)的沉降值必須控制在 10cm 以內(nèi)?？⒐ず蟮穆返坛两翟诮ǔ珊蟮?15 年里必須小于 30cm。很明顯，路堤的沉降量和沉降速率對(duì)工程的可 靠性和經(jīng)濟(jì)性是至關(guān)重要的。 地面下的土質(zhì)條件 連徐高速公路的 A 段要經(jīng)過(guò)海相沉積平原。該平原的地基土剖面圖包括 0 到 3m 厚的上層硬表層的硬粘土，其下是 到 13m 厚的軟粘土，別名江蘇海相軟土。軟粘土下是交替間隔的硬粘土和稠粘土，厚度從 10m 到 20m，它們一直延伸到基巖。 土層的改良和路堤的施工 我們?cè)O(shè)計(jì)采用干射攪拌法和砂墊層分期施工法來(lái)減少總的沉降和竣工后的沉降。從1999 年 12 月開始，路堤用殘積粘土填充，在第一期施工到 — 高后，讓土自然固結(jié) 6個(gè)月。固結(jié)沉降期間通過(guò)沉降板定期 觀測(cè)路堤的沉降，這一期間，一些觀測(cè)到的沉降比相應(yīng)的設(shè)計(jì)總沉降還大。為了修改原先的設(shè)計(jì)，使得下一施工期的方案更可靠，我們有必要再次預(yù)估基于第一施工期沉降觀測(cè)結(jié)果的路堤的性狀。 預(yù)估最終沉降 從路堤填充高度和對(duì)路堤中心處砂墊層的地表沉降測(cè)試結(jié)果中，我們發(fā)現(xiàn)第一期和第二期的沉降曲線下降非常陡。第二施工期后的最后沉降可以由分期觀測(cè)法通過(guò)第一期的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)。這表明預(yù)估沉降量和測(cè)試沉降量基本上是相符的。曲線同時(shí)也表明基于第一期觀測(cè)數(shù)據(jù)的不排水彈性模量 Eu 和 CV 的有效性。 Eu/cu 的比率為 50— 100，而 CV（現(xiàn)場(chǎng)） /CV（室內(nèi)）的比率為 6— 12。這也似乎表明江蘇海相粘土 Eu/cu 在低范圍內(nèi)的比率符合。 Bangkok 粘土和其它已經(jīng)存在的粘土的比率為 70— 253（也就是計(jì)算數(shù)據(jù)是有效的），而實(shí)際的固結(jié)系數(shù)值大于試驗(yàn)測(cè)得的值，這會(huì)導(dǎo)致更快速率的沉降。 4. 結(jié)論 基于 Asaoka 觀測(cè)法的理論來(lái)源，結(jié)合對(duì)江蘇海相粘土的研究，本文發(fā)展了一種軟土路基上分期施工時(shí)路堤沉降預(yù)測(cè)的方法。結(jié)論如下： (1)對(duì)比所有的最終沉降預(yù)測(cè)的觀測(cè)方法， Asaoka 觀測(cè)法能夠成功地?cái)U(kuò)展到預(yù)測(cè)分期施工路堤的沉降。 (2)在根據(jù) Asaoka 觀 測(cè)法繪制的 Sj和 Sj1圖中，瞬時(shí)沉降 Se 被證明是等于截距 0?的。因此，在第一期觀測(cè)中，我們能夠得到軟土層的不排水壓縮模量。它有助于我們更精確地估算下一期的瞬時(shí)沉降。 (3)假定實(shí)際的固結(jié)系數(shù)和土層厚度在分期施工期仍然保持連續(xù)，傾角 1? 的平行線段的移動(dòng)距離等于第一分期由公式反求的瞬時(shí)沉降值。 (4)本文所介紹的這種方法的優(yōu)點(diǎn)是下一個(gè)分期的不排水壓縮模量的值和固結(jié)系數(shù)的值可由第一分期的計(jì)算分析獲得。 (5)實(shí)例研究表明，江蘇 海相軟土的 Eu/cu的比率從 50 到 100 不等，而實(shí)際的固結(jié)系數(shù)幾乎都比實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)大。