地表沉降规律分析

如题所述

灵霓海堤研究区域内共有 63个地表沉降观测断面(254只地表沉降盘)。由于路堤地基原始高程以及地基沉降的差异,不同堤段加载级数分为4~8级不等,地表沉降观测断面中沉降观测点的典型荷载—沉降—时间(P—S—t)曲线如图4.1所示(以断面N5+850为例,即原位仪器观测断面B)。该断面沉降盘埋设时间是2004年1月4日,第1级加载始于2004年2月11日,该断面整个填筑加载过程分为七级,其沉降观测资料截至2006年2月25日。

图4.1 N5+850断面CJPB-3沉降盘P—S—t曲线

分析上图可知,研究区淤泥软基的P—S—t曲线具有如下特点:①在路堤施工加载期,随着每一级加载,地基将发生较大的沉降,且沉降速率也较大,最大沉降速率达到30mm/d(图4.2);②在路堤施工间歇期,沉降迅速发展并逐渐趋于稳定,沉降速率—时间关系曲线在坐标系中呈双曲线形态(图4.2),沉降速率收敛明显;③沉降过程曲线呈阶梯状,每一级加载 间歇期联合起来构成一个沉降台阶,并且在每一级加载处,沉降曲线都会出现一个明显的拐点,这说明淤泥对加载是非常敏感的,另一方面由于淤泥软基中铺设了塑料排水板,使淤泥层的排水路径由以竖向为主变为以径向排水为主,排水路径的缩短加速了淤泥排水固结;④在路堤满载以后,沉降继续发展,逐渐趋于稳定,整个过程中曲线变化十分缓慢,直到曲线趋于水平,沉降速率趋于0,才表明整个路堤断面的沉降过程基本完成(图4.3)。

图4.2 第1级加载后部分断面沉降速率—时间曲线

图4.3 第7级加载后部分断面沉降速率—时间曲线

对63个地表沉降观测断面的P—S—t曲线(取路堤各断面中心处的监测数据)进行统计分析,统计结果表明,温州浅滩淤泥压缩性高,最大累计监测沉降量(截至2006年2月25日)达447.9cm,最小值为170.2cm,平均为311.9cm,若淤泥层厚度以平均30m计算,则监测期间的累计沉降量达到淤泥层厚度的10%。施工加载期间的沉降约为累计沉降量的70%,这说明淤泥沉降主要发生在填筑加载初期,满载预压后沉降速率逐渐变缓。

本海堤工程的加载过程即为抛石填筑的过程,如果定义每级加载后产生的实测沉降量与该级加载(抛石)厚度的比值为沉厚比ξ,则统计63个断面分级加载的沉降数据,可以得到各级荷载厚度与产生的相应沉降量之间关系(表4.3)。沉厚比与累积加载厚度的关系曲线ξ-h如图4.4所示。

表4.3 各级荷载厚度与沉降的统计分析

图4.4 沉厚比(ξ)—累积加载厚度(h)关系曲线

由表4.3、图4.4可知,各级加载平均厚度为0.91~1.40m,各级沉降量为32.24~62.80cm,沉厚比为0.24~0.62。从第1级加载到第5级加载,ξ逐渐减小,说明随着荷载的不断增加,沉降幅度有所减小;而第5级加载后,ξ略有增加,变化幅度不大,这说明前面几级加载并未使淤泥土层充分固结,未固结的淤泥继续产生沉降累加,这是符合淤泥沉降的一般规律的。

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