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浅议软土地基固结系数预测新的方法 　　摘要：固结系数作为公路软土地基变形分析和地基加固设计的关键参数，它的准确获取具有重要的工程实践意义。目前由室内固结试验求解固结系数的方法主要有时间对数法、时间平方根法、三点法、司各脱法、反弯点法。本文首先介绍几种常见的室内固结系数计算方法，然后再介绍最近出现的几种新型计算方法，并对其优缺点进行初步探讨。 　　关键词：公路；软土；固结系数 　　中图分类号：F540.3 文献标识码：A 文章编号： 　　0引言 　　 　　地基沉降预测的正确与否,很大程度上在于固结系数是否能准确获取，目前由室内固结试验求解固结系数的方法主要有时间对数法、时间平方根法、三点法、司各脱法、反弯点法。室内计算固结系数通常采用时间平方根法和时间对数法,这两种方法均属作图法。其缺点是在作图过程中人为因素影响较大,而且试验初始阶段不可避免的初始压缩以及试验最后阶段的次固结等也对试验`结果有较大影响。本文首先介绍几种常见的室内固结系数计算方法，然后再介绍最近出现的几种新型计算方法，并对其优缺点进行初步探讨。 　　 　　 　　1传统固结系数预测方法 　　 　　在室内固结试验确定固结系数的方法中,最早提出也是使用最广泛的是Taylor提出的时间平方根法和Casagrande提出的时间对数法,这两种方法都属作图法。其缺点是试验初期的初始压缩和后期的次固结压缩对试验结果影响较大,以及在确定主固结的起点和终点(作图确定) 时人为因素干扰太多。 　　此后有许多学者提出了一些新的方法,如Cour提出的反弯点法、Sivaram 等提出的三点法、Scott法、Prasad等提出的两点法以及标准曲线比拟法等，这些方法中既有解析方法,也有作图方法。随着计算机在土工试验中的应用,为便于在固结试验过程中采用计算机处理数据,许多学者对一些作图方法进行了改进，以避免计算机处理过程中作图法带来的不便，如张其昌、熊兴邦等、Robinson等。为消除次固结的影响,Robinson 提出了一种根据试验前阶段数据的时间对数法。虽然这些方法都不同程度地弥补了时间对数法和时间平方根法的缺陷,但在应用中并没有得到推广。时间对数法、反弯点法、时间平方根法和三点法的固结系数计算公式见下表。 　　 　　表1固结系数计算公式 　　Table 1 Calculation formulas of coefficient of consolidation 　　 　　时间对数法 　　 　　反弯点法 　　 　　时间平方根法 　　三点法 　　 　　 　　 　　 　　 　　2固结系数预测新方法介绍 　　 　　2.1 剩余沉降对数法 　　众所周知，试样剩余沉降(最终沉降与沉降的差值)的对数与时间呈线性关系,因此由线性方程的系数可推算出试样的固结系数。采用最小二乘原理估计线性方程的系数时需事先确定最终沉降,由于线性方程的线性相关系数是最终沉降的函数,为使线性拟合达到最佳,最终沉降应使线性相关系数取到极值,根据这一条件可解析出最终沉降。与推算固结系数的时间平方根法和时间对数法等方法相比,本方法无需固结试验初始阶段和最后阶段的数据,从而避免了初始沉降和后期次固结沉降的影响,并加快了固结试验的进程。 　　2.2室内固结试验推算法 　　根据Terzaghi一维固结理论和平均固结度的定义,可得主固结沉降与主固结最终沉降之间的关系: 　　 　　由固结试验得到不同时刻的压缩量(沉降),相应时刻的沉降速率可用差商近似计算: 　　 　　将试验点(,)描在以为横坐标为纵坐标的坐标系中。在试验初始阶段,由于初始压缩的影响,沉降速率大于主固结沉降速率, 试验点(,)落在主固结沉降直线之上。试验后期,由于次固结的影响, 沉降速率同样会大于主固结沉降速率, 试验点(,)也落在直线之上。试验中间阶段,初始压缩和次固结均很小,可忽略,试验点(,)落在直线上,见图1。直线段与横坐标的交点(a点)即主固结最终沉降S和初始压缩量之和,而总沉降与其之差(ab段)即次固结沉降。 　　 　　根据主固结沉降理论公式,直线段的斜率为-β,由直线段的斜率可计算出固结系数: 　　 　　式中H为排水距离,取试验前后试样高度平均值之半。本法计算固结系数,关键是计算β,β的大小可采用直线拟合的最小二乘法确定。本方法从一维固结理论出发,导出了主固结沉降与其速率的关系,利用这一关系提出了一种固结系数的推算方法,该方法无需固结试验初始阶段和最后阶段的数据,从而避免了初始压缩和次固结的影响,同时该方法还可以加快固结试验的进程。 　　2.3土层固结到任意时刻固结系数的确定方法 　　1、方法介绍 　　按部就班一般常用的计算方法, 固结系数为: 　　 　　求任意时刻的的整个过