郑小艳　王景霞

【摘 要】以双曲线方程对载荷试验曲线进行拟合，确定原状土相关参数，建立双曲线切线模量方程，计算饱和尾矿砂地基的沉降，同时引入附加应力折减系数，在对比分析计算结果与实测沉降结果的基础上，得出：这种计算方法能反映地基非线性沉降变形特征，可为同类型饱和尾矿砂地基桩间土的沉降计算提供参考。

【关键词】双曲线切线模量方程；载荷试验；饱和尾矿砂地基

Nonlinear Settlement Computation of the Saturated Tailing Sand Foundation

ZHENG Xiao-yan WANG Jing-xia

（Zhengzhou University of Science and Technology，Zhengzhou Henan 450064， China）

【Abstract】Hyperbolic curve was adopt to match the load test curve， and the related parameters of undisturbed soil could be determined， the equation of hyperbola curve tangent modulus was set up， to calculate the soil settlement of saturated tailing sand foundation， and by introducing the reduction factor of additional stress， on the basis of analysis and comparison were made to the calculated settlement and the measured settlement， obtained that， this method could reflect the nonlinear deformation characteristics of foundation， it could provide references to the settlement calculation of soil between pipes of saturated tail sand foundation with the same type.

【Key words】Hyperbolic curve tangent modulus equation； Load test； Saturated tailing sand foundation

0 引言

基于岩土工程的多样性与复杂性，很难准确地对地基变形与沉降进行计算[1]，是整个地基基础工程中的的重大难题之一，普遍采用方法是根据规范提出的修正的分层总和法结合相应室内压缩试验指标进行计算，而这些基本试验参数因现场取样扰动、室内试验条件与工程实际情况不符等的因素的影响，难以准确地反映实际工程原状地基土的压缩特点，使得计算沉降量与实际沉降量有较大差值。

而依据原位试验得出的原状土相关参数计算地基变形与沉降，由于可以使计算结果更为接近实际结果[2]。饱和尾矿砂地基承载力较弱，对工程扰动极为敏感，在工程中应用较少。以工程实例为依托，以李仁平[3]、杨光华[4]、谢树彬[5]等提出的双曲线切线模量方程，拟合得到饱和尾矿砂地基的p-s曲线，并与工程实测结果进行对比，为同类型饱和尾矿库地基CFG桩的桩间土沉降估算提供一定参考。

1 双曲线拟合及两计算方法

1.1 双曲线拟合

地基土体的载荷试验p-s曲线一般可假设为双曲线方程[4，7]：

式中：a、b是双曲线拟合参数。

1.2 沉降计算方法[3-4]

式中：si是在荷载pi作用下地基沉降量；pzi是荷载pi在地基深度 z处的附加应力值；？驻hi为计算地基沉降分层厚度，共分n层；

Eti=E0（1-？茁bpzi）2/？茁（3）

式中：Eti为荷载pi在深度z处的切线模量；E0为初始切线模量，由文献[4，6]通过公式（1）的拟合方程的相关参数求得；？茁为附加应力修正系数，一般取0.85～1.0；1/b=pf，bpzi=pzi/pf，pf为附加破坏应力，由地基极限承载力求得。

2 非线性沉降计算

2.1 依托工程及双曲线拟合计算结果

依托山西王繁高速公路项目，高速公路穿越该段越红尾矿库，地基为饱和细粒土质砂，室内试验结果表明该地基填料级配不良，为保证高速公路安全现场采用CFG桩进行处理。依据现场实测16-17#桩间土静载试验p-s 曲线结果采用双曲线拟合公式（1）进行拟合，借鉴文献[4，7]中的方法得到所需相关拟合参数。

Tab.1 Fitting parameters

采用公式（2）沉降计算方法，计算16-17#桩间土在荷载作用下的沉降量，得到实测p-s与计算p-s关系曲线如图1示，其中β取1.0。

从图1可知，16-17#桩间土实测p-s曲线与双曲线拟合p-s结果较接近，因此采用方程（1）和沉降计算公式（2）得到的双曲线拟合p-s曲线能够在一定程度上反映实测p-s曲线的变化规律。同时这种沉降计算方法的计算值要略大于实测值，该沉降计算结果偏于安全。

2.2 分析β对双曲线拟合p-s与实测p-s结果的影响

当附加应力修正系数β变化时计算p-s与实测p-s曲线见图2。

由图2分析可知，对双曲线拟合计算公式（2）而言，当β减小时，当作用荷载大小相同时拟合计算的沉降量逐渐减小；β取0.95时，拟合p-s曲线与实测p-s曲线较为接近，β取0.9时对应的拟合计算结果比实测值略大，为偏安全考虑，β取0.95较为合理。

对该段饱和尾矿库地基填方高度3m，黄土路基，重度γ=15kN/m3，由荷载换算可看作大小为45kPa的均布荷载作用于地基上，由图2双曲线拟合p-s曲线，对β取0.95时，得到在此荷载下的沉降量约为0.34mm。由此，可采用双曲线拟合沉降计算方法对同类型饱和尾矿砂地基CFG桩桩间土的沉降计算提供一定解决方法。

3 结论

（1）对该沉降计算方法，附加应力折减系数β取0.95时与实测结果更为接近。

（2）可估算同类型饱和尾矿砂地基，当填土路基换算荷载大小不同时CFG桩桩间土的沉降值。

【参考文献】

[1]杨光华.地基沉降计算的新方法[J].岩石力学与工程学报，2008，4（4）：679-686.

[2]徐金明，汤永净.分层总和计算沉降的几点改进[J].岩土力学，2003，24（4）：518-521.

[3]李仁平.用双曲线切线模量方程计算地基非线性沉降[J].岩土力学，2008，7（7）：1987-1992.

[4]杨光华.基础非线性沉降的双曲线模型法[J].地基处理，1997（1）：50-53.

[5]谢树彬，姬安宁，廖胜贤.用双曲线模拟载荷试验曲线方法探讨[J].岩土工程学报，1999，21（6）：707-710.

[6]杨光华.地基非线性沉降计算的原状土切线模量法[J].岩土工程学报，2006，11（11）：1927-1931.

[7]杨光华.残积土上基础非线性沉降的双曲线模型的研究[C]//第七届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集.大连：大连理工大出版社，2001：168-171.