滨海软土城市工程-土体沉降变形性分析

经分步固结计算，加载完成后的第3278天，即第9年下部土体固结完成，满足设定的默认最小超静孔隙水压力值。

（1）竖向沉降变形特征

根据有限元模拟计算结果，大面积荷载作用下，固结完成后土体最终竖向沉降变形云图及沉降量随深度变化曲线如图7-35、7-36显示，在上部附加荷载作用下，表层累计最大竖向沉降量约为206 mm。土体26 m附近以下，占下部土体总厚度约1/2的4、5、6层的土体的累计沉降量仅为50 mm，约占地表累计沉降量的24%，而上部1、2、3层淤泥质土的竖向累计沉降量为156 mm，约占地表总沉降量的76%左右。模拟计算表明，在附加载荷作用下，上部淤泥质土体的竖向沉降变形在地面沉降变形中占绝对大的比重。

图7-35　固结完成后土体竖向沉降变形云图

图7-36　固结完成后土体竖向变形量随深度变化曲线

根据分步施工固结计算结果，绘制模型表面中点位置竖向沉降量随固结时间变化曲线如图7-37。

在分步固结计算过程中，图7-37沉降量-时间曲线呈现“陡变型”的变化趋势，拐点出现在第4年，此时地面沉降量为182 m，固结度已达88%；此后至第9年土体固结完成的5年时间内，固结沉降量仅为24 mm，占总沉降量的比重仅为12%，沉降量随时间增长呈缓慢增长的趋势。图7-38计算深度内土体竖向沉降变形随固结时间变化曲线显示，在不同的固结时间段，同一深度的土体，其前期固结沉降速率显著大于后期，且后期固结趋势平缓，沉降量较小，曲线亦表明下部26 m以下的4、5、6层粉质黏土在固结发生1年后已基本完成固结，其竖向沉降变形量基本不变。(www.xing528.com)

图7-37　地面中点竖向沉降量随时间变化曲线

图7-38　土体竖向沉降变形随时间变化曲线

（2）水平位移变形特征

固结完成后，取模型地基土各层中点所在深度为基准水平面，水平向距边界点0～100 m范围内各点水平向变形曲线如图7-39。

图7-39　固结完成后不同深度土体水平累计变形曲线

图7-39固结完成后各层土体中点所在平面水平位移曲线显示，在上部附加荷载作用下，水平方向基本保持稳定，各层土体水平位移量为0，仅表层土体出现0.4～-0.6 mm的微小水平位移。分析表明，在大面积荷载（填土厚度不大）作用下，若土体水平方向保持较好的均一性，则水平方向不会出现位移，进而不易出现地面沉降区域向附加荷载作用范围外扩散的现象。