考虑渗透系数随时间变化及固结状态影响的一维固结计算

金超奇，徐长节，江平，颜建伟，程超，章立辰

(1. 华东交通大学 江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室；土木工程国家实验教学示范研究所，南昌 330013；2. 江西省港航建设投资集团港航运输有限公司，南昌 330008)

中国的交通网络不断发展，高速铁路网由“四纵四横”发展为“八纵八横”，软土路基上高速公路、铁路等工程建设问题也越来越多。其中，路基沉降是工程质量控制的关键环节，因此，准确合理的预测方法对软土路基的固结沉降非常重要。经典太沙基(Terzaghi)一维固结理论能快速地预估地基沉降，但常常与实测值存在较大的误差[1-2]。主要原因是Terzaghi一维固结理论是基于常固结系数Cv的假设，而实际上，在固结过程中，固结系数Cv中的渗透系数k、压缩系数av以及孔隙比e都会随着固结应力和时间发生变化。

20世纪末，Ducan[1]和Olson[2]都曾指出，固结系数的不确定性是传统固结理论计算的局限性的根本原因。据此，Li等[3]假设压缩系数和渗透系数同时变化，推导了在线性加载过程中黏土的一维非线性固结方程。Dumais等[4]通过非线性有效应力、孔隙比及渗透系数之间的关系，推导了融化土固结的一维计算模型。Cai等[5]利用双曲线拟合方法，得到了一种修正的固结系数预测模型。Li等[6]研究了固结系数随固结应力及时间的变化规律，发现随着固结应力的增加，固结系数并非单调的变化趋势，而是先增后减。Liu等[7]和Desai等[8-9]利用修正剑桥本构模型来描述土体固结行为。王珏等[10]发现一维固结沉降的发展与土体参数及荷载相关，弹性模量越大，沉降量越小；……