基于实测沉降的固结系数反演

3　基于实测沉降的固结系数反演

通常情况下，计算地基土的沉降所采用的计算模型参数是由室内试验确定的。然而由于土样在取土、运输过程中的扰动，现场和试验两者边界条件的差异，以及地基土分布的不均匀，由室内试验测定的参数往往与实际值存在较大差异。于是很多学者根据实测沉降数据对地基固结参数进行反演求解，用以预测后期沉降。

岳红宇等人^［27］运用反分析方法中的直接分析法，根据现场观测的结果不断修正地基土的未知参数。该方法将根据太沙基固结理论中计算地基平均固结度的公式推导得出的考虑实际施工多级加载t时刻的沉降计算公式

式中，a_xi、b_xi、b_sx为待定参数，通过目标函数（19）由各加载段实测沉降数据反演得到。

式中，N_t为计算时的时间步长数目；N_d为量测的位移数目；u_i为预测的位移；为量测的位移。

该方法利用早期的沉降实测数据和准确的加载信息，可以预测更长时间内的累计沉降量、沉降速率、工后沉降和最终沉降量，同时也可以推算出平均压缩系数a_v和平均固结系数C_v等主要土体变形的主要参数。

谭昌等^［28］针对多层软土地基，提出了分层迭代反演综合预测法。该方法根据多层软土地基的变形的两个较为突出的特点：一是各软土层的变形大小和发展的快慢主要受该层软土的物理力学性质影响，主固结变形发展的快慢则与孔压的消散有关，这将取决于排水条件和相关各软土层的渗透性；二是各测点的沉降主要由其下软土层的变形引起，即在反演预测分析中，主要受其下软土层计算参数的影响，其上软土层的影响相对较小，得到了分层迭代反演的思想：利用多层软土地基最底层软土层的各测点观测信息反演确定该软土层的计算参数，然后用反演所得参数替代初始参数；再利用第二层各测点观测信息反演确定第二层软土层的计算参数，然后用反演所得参数替代初始参数，重复以上过程，直到软土地基最顶上软土层。该方法能获得在物理意义上合理且数学上唯一的参数，但计算程序较复杂。

赵俊明^［29］根据太沙基一维固结理论利用反分析法得出竖向排水条件的固结系数的反演表达式（20）和径向排水条件的固结系数的反演表达式（21）。并应用于计算路基沉降，与实验室测得的固结系数计算的沉降曲线进行对比和分析的结果表明，根据现场监测资料反分析计算的固结系数明显高于室内测定值，但利用反分析结果计算的沉降历时曲线与实测值比较接近，说明能够用实测资料反算有关参数来修正室内试验参数。

郑永来等^［30］建立了依据路堤填土期施工期预压期观测资料计算路堤总瞬时沉降、总固结降、地基固结指数的基因反演方法，进而根据这个反演参数计算最终沉降，并与实际值作比较和沉三，两者符合较好。