宁湘 夏剑

1 概述

控制路基在使用期内不发生较大沉降和不均匀沉降，是保证路基安全、稳定的关键。为此需准确地评测地基固结度，判断工后沉降是否小于允许值，并合理确定路面施工时间。堆填预压过程将引起土体内超孔隙水压力急剧增大，而堆填完成后，超孔隙水压力不断消散，当超孔水压力消散为零时，土体固结完成［1］。目前，在固结计算中太沙基一维固结理论应用较广泛。本文应用上述理论对不同地质条件、施工方法和处理方法的地基沉降、固结速度变化规律进行了研究，并就填土速率对预压期和总工期的影响以及不同土层分布对堆载预压效果等方面进行了探讨。

Biot固结理论考虑了双向排水，其计算过程相对繁琐、复杂，很难得出解析解。但随着计算机技术的不断进步，通过将Biot固结理论与有限元计算有机结合，使对土体固结计算更加可靠［2］。但有限元法使用条件较苛刻，这限制了其在地基设计中的应用。

2 太沙基固结计算方法

目前，设计单位主要是采用太沙基单向固结理论来评定固结时间和工后沉降是否满足设计要求。在x—z二维坐标系内的单向固结微分方程为:

其中，u为超孔隙水压力;Cv为固结系数。

利用粘土层处于双向排水条件下的初始条件和边界条件，采用分离变量法求得式(1)的特解:

1)土层瞬时加载的平均固结度解为:

其中，M=π/2(2m－1)，m为正整数;H为最大渗径长度。

2)在线性加载条件下的解为:

其中，T为加载历时;t为加载过程中的某一时刻;H，M意义同前。……