摘要：天津市滨海新区在工程建设中常遇到许多海相淤泥类软土地基，软土的次固结变形特性严重威胁到工程的安全。因此，本文以滨海新区海积软土为研究对象，设计了一维分级加荷固结试验和一维分别加荷固结试验，然后通过e-logt试验曲线，探讨了软土在不同应力水平下的次固结特性，并分析软土次固结变形对工程建设的影响，以此对滨海新区软土地基变形控制做出指导和借鉴。
关键词：海积软土次固结加荷试验工程建设影响
0 引言
在天津市滨海新区，海积软土分布极为广泛，随着地区经济的迅速发展，基础设施建设步伐加快，工程建设中遇到了许多海相淤泥类软土地基，其主要特征是塑性指数较大，含水量和孔隙比大、重度小、强度低、承载力小且灵敏度高、高压缩性、渗透性小等，容易引起工程问题。为了有效指导天津市滨海新区工程建设顺利进行，研究软土次固结变形既有理论价值，又有实际工程意义。
研究软土的次固结特性，建立应力、应变、时间三者关系的蠕变本构模型及确定模型参数等都需要进行专门的蠕变试验研究。试验方法主要有一维固结试验和三轴蠕变试验，本次采用一维固结试验进行研究，包括分级加荷和分别加荷两种方式。
1 试验方案
天津滨海新区海积软土为淤泥质粉质粘土，具有含水量高，天然孔隙比较大，土体接近饱和，塑性指数较大，土体压缩性高的特性，主要分布在地表硬壳层下4-18m范围内。含水量一般都大于35%，有些区域的可达80%，孔隙比一般在1.0-1.96之间，饱和度均值为99%以上，压缩系数a1-2的均值为0.95MPa-1，最大的可达到1.74MPa-1。
根据实际情况和试验条件，为了详细研究海积软土次固结特性，对原状软土试样在不同固结压力p下，以及不同加荷比η下，利用WG型单杠杆轻便式低压固结仪进行室内一维固结试验，加载方式分别采用分级加荷和分别加荷。一维分级加荷固结试验的目的是研究土样在不同的竖向固结压力作用下的固结特性、次固结特性；一维分别加荷固结试验的目的是研究高应力水平下土体的变形特性。
1.1 一维分级加荷固结试验分析
一维分级加荷固结试验分别对三组原状土样进行试验，土样的取样深度为5-7m，尺寸Φ=61.8mm，H=20mm，土样物理指标见表1。分别按加荷比η<1、η=1、η>1进行分级加载，固结压力从12.5kpa最终加到800kpa，通过试验的e-logt曲线得出固结压力、加荷比对软土次固结特性的影响（见图1~图6）。
根据不同加荷比下土样的e-logt关系曲线，比较可得：
①一维分级加荷固结试验e-logt曲线的总体不存在明显的拐点。②当固结压力p
1.2 一维分别加荷固结试验分析
一维分别加荷固结试验是先由分级加荷试验得出海积软土出现主次固结明显拐点的固结压力，然后以此为分别加载的固结压力，通过试验研究得出固结压力、加荷比对软土次固结特性的影响。加荷比分别为η<1、η=1、η>1，固结压力分别为100kpa、200kpa、400kpa。固结压力相同，加荷比不同时的e-logt曲线见图7~图9所示；加荷比相同，固结压力不同时的e-logt曲线见图10~图12所示。
根据不同情况下土样的e-logt关系曲线，比较可得：
①一维分别加荷固结试验的e-logt曲线都具有明显拐点，固结压力p相同，随着加荷比η的增大，e-lgt曲线上主次固结分界点越明显，加荷比η相同，随着固结压力p的增大，e-lgt曲线上主次固结分界点也越明显。②当固结压力一定时，加荷比越大，次固结阶段时间越长，次固结变形量越多。③当加荷比固定时，随着固结压力的增长，次固结阶段时间变得越长，总的次固结变形量就增大。
2 软土次固结变形对工程建设影响分析
根据前面的试验可知，软土次固结变形与固结压力大小及加荷比有关：固结压力一定时，加荷比越大，次固结阶段时间越长，次固结变形量越多；加荷比固定时，随着固结压力的增长，次固结阶段时间变得越长，总的次固结变形量就增大。因此，在实际工程建设中应注意二者对变形的影响。当建筑速度较慢时，有足够长的时间进行固结，有利于次固结变形控制，对沉降控制有利。反之，对沉降控制无益。
当上部建筑物压力一次性增加较大时，不管总的建筑时间是否长短，都不利于沉降控制，且还容易引起土体破坏，施工中必须引起足够的重视。另外在工程实践中，加载时要首先考虑到土体的极限承载能力，在此基础上才能考虑到各种加载方式及加载量大小。
对于具体的工程来说，一般认为：建在软土地基上的工业与民用建筑，如为天然地基，应该考虑流变变形对建筑物的影响；作为高层建筑物，由于基础为桩基础，流变对建筑物沉降影响不大，但对整个区域来说，流变的存在对地面沉降不可忽视。道路桥梁工程中，当桥梁桩基础处于深厚淤泥质软弱土层中，桥台和墩柱会有不同程度的位移或沉降，要防止在流变的影响下出现大的下沉。水利设施、堤防、港口码头工程建设在软土中，在挡土结构设计时，要充分考虑流变影响，防止由于结构物失稳而造成工程问题。
参考文献：
[1]李智毅，杨裕云.工程地质学概论.中国地质大学出版社，1994.
[2]张延军，张延诘.海积软土弹粘塑性固结的数值分析.吉林大学学报地球科学版，2003，33(1):71-75.
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