淤泥的压缩模量

‘壹’ 什么是淤泥和淤泥质

淤泥和淤泥质土地基是指由淤泥及淤泥质土组成的高压缩性软弱地基。淤泥及淤泥质土是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，并伴有微生物作用的一种结构性土。

就其成因看有滨海沉积、湖泊沉积、河滩沉积及沼泽沉积四种。

地基的沉降由固结沉降、侧向挤出和次固结沉降三部分组成。当荷载小于比例界限值（即从荷载试验曲线得到的直线段）时，沉降主要由固结所引起。在相同条件下淤泥及淤泥质土地基沉降量比一般第四纪粘性土天然地基大若干倍。

(1)淤泥的压缩模量扩展阅读：

1、沉降速率较大且沉降稳定历时较长，沉降速度与施工的快慢和活载堆积的速率有关。缓慢的加荷，如一般民用房屋或工业建筑的活载较小者,竣工时速度大约为0.5～1.5毫米/日，施工期间沉降量约为总量的20%。

2、淤泥固结后的抗剪强度和压缩模量比固结前有很大的提高，预压加固地基的方法就是根据这个原理提出的。

3、在地震周期荷载作用下淤泥地基将出现附加下沉，下沉量与周期荷载的大小、循环次数及地基中的静剪应力状态有关。

‘贰’ 淤泥软土土工参数统计特征研究

根据勘察报告资料^{[171][175][176]}，本书通过对温州浅滩研究区域内29个勘探钻孔共312个原状淤泥土样的土工试验结果进行整理分析，统计其各项物理力学性质指标的特征，得到各土工参数的统计特征见表3.2。

表3.2 温州浅滩淤泥物理力学参数统计特征汇总表

*相当于压应力从 100kPa变化到 200kPa时对应的指标值；关于固结系数的讨论详见第四章。

表中温州浅滩淤泥软土的主要物理力学性质指标的取值范围、均值、方差、标准差、点变异系数、偏度、峰度、置信区间等统计特征一目了然，还可以根据其偏度、峰度值判断各项指标的分布形态，是否符合正态分布，以及与正态分布的差异等。最后，给出了各项土性参数的设计标准值。

通过对表3.2中数据的综合分析可以发现，温州浅滩淤泥的物理性质指标的点变异性比其力学性质指标的点变异性要小，一般其物理性质参数的点变异系数δ＜0.1，属于变异性很小；而其力学性质参数的点变异系数0.1＜δ＜0.3，属于变异性小 中等，但总体而言，研究区域内淤泥软土的各项指标值均具有较好的稳定性。此外，温州浅滩淤泥的物理性质指标一般不服从正态分布，而其力学性质指标基本符合正态分布的规律。

综上所述，温州浅滩淤泥软土的主要工程特性可以概括为“四高二低”，即天然含水率高、孔隙比高、压缩性高、灵敏度高、渗透性低、抗剪强度低，归纳概括如下：

（1）天然含水率高

温州浅滩淤泥的天然含水率w均大于50.0%，且均大于其液限值w_L（w＞w_L），w超过w_L为2%～2 0%，大部分土样的天然含水率超过其液限值 10%左右。淤泥液性指数I_L在0.86～2.07之间，属于软塑 流塑状态。且淤泥饱和度高，S_r基本在93%～101%之间，大部分土样的饱和度大于95%，基本属于饱和黏土。

（2）孔隙比大、压缩性高

温州浅滩淤泥的初始孔隙比e在1.370～2.190之间，其值均大于1，且当压应力从100kPa增加到200kPa的过程中，淤泥的平均压缩系数a为1.41MPa^-1，平均压缩模量E_s为1.90MPa，平均压缩指数C_c为0.543，属于高压缩性土。

（3）渗透性差

温州浅滩淤泥的竖直向渗透系数K_v平均值为3.9×10^-7cm/s，水平向渗透系数K_h平均值为4.2×10^-7cm/s，较竖直向渗透系数大（k_h＞k_v），渗透系数小，渗透性差。土体受压后，其渗流固结过程将十分缓慢。

（4）抗剪强度低

由不同抗剪强度试验方法得到的土样抗剪强度指标来看，淤泥黏聚力（c_q，c_cq，c_uu）及内摩擦角（φ_q，φ_cq，φ_uu）均较小，这是影响地基承载力和路堤抗滑稳定的关键参数。温州浅滩淤泥的抗剪强度指标小，则天然地基承载力低，易产生滑动失稳、塌陷等破坏。

（5）灵敏度较高

温州浅滩淤泥的灵敏度S_t为2.02～3.68，平均为2.84，属于中等灵敏土。淤泥软土灵敏度高，说明其结构性强，受到扰动后，其结构强度将大大降低。

‘叁’ 各种类型的土的压缩模量怎么查询比如淤泥，粘土，沙砾石Es多少

直接在网络输入淤泥或粘土，或者是淤泥压缩模量，粘土压缩模量，这个得到的信息量很多，需要你自己在进行筛选，筛选出你需要的。

‘肆’ 急求淤泥的弹性模量与泊松比的大致范围是多少

淤泥的弹性模量取800左右，泊松比0.3。
1、材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量，是一个总称，包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。所以，“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。
2、材料沿载荷方向产生伸长(或缩短)变形的同时，在垂直于载荷的方向会产生缩短(或伸长)变形。垂直方向上的应变εl与载荷方向上的应变ε之比的负值称为材料的泊松比。以v表示泊松比，则v=-εl/ε。在材料弹性变形阶段内，v是一个常数。

‘伍’ 淤泥土特性

淤泥和淤泥质土地基是指由淤泥及淤泥质土组成的高压缩性软弱地基。淤泥及淤泥质土是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，并伴有微生物作用的一种结构性土。就其成因看有滨海沉积、湖泊沉积、河滩沉积及沼泽沉积四种。地基的沉降由固结沉降、侧向挤出和次固结沉降三部分组成。当荷载小于比例界限值（即从荷载试验曲线得到的直线段）时，沉降主要由固结所引起。在相同条件下淤泥及淤泥质土地基沉降量比一般第四纪粘性土天然地基大若干倍。(5)淤泥的压缩模量扩展阅读：

1、沉降速率较大且沉降稳定历时较长，沉降速度与施工的快慢和活载堆积的速率有关。缓慢的加荷，如一般民用房屋或工业建筑的活载较小者,竣工时速度大约为0.5～1.5毫米/日，施工期间沉降量约为总量的20%。

2、淤泥固结后的抗剪强度和压缩模量比固结前有很大的提高，预压加固地基的方法就是根据这个原理提出的。

3、在地震周期荷载作用下淤泥地基将出现附加下沉，下沉量与周期荷载的大小、循环次数及地基中的静剪应力状态有关。

‘陆’ 软弱地基处理

一、软弱地基的种类和特点

深圳依山面海，特区范围内软弱地基主要有滨海滩涂地区的淤泥和淤泥质土，也包括冲洪积的松散砂层；另一类常遇到的是因场地平整形成的高填土地基。本节主要针对上述二类软弱地基的处理进行分析。

1.软土地基的特点

深圳软土主要分布在深圳湾、后海、前海以及宝安西乡至沙井沿海滩涂地区，至于湖、塘、河沟等处薄层淤泥和第三纪淤泥质土处理相对较简单，不作详细分析。深圳滨海软土厚度一般在几米至二十余米，深圳软土具有一般软土所共有的特性，如高含水量（最大可达90%以上），大孔隙比（最大可超过2.5），高压缩性（压缩模量一般小于2.0MPa）和低强度（不排水强度可低于4.0kPa）等。

随着填海规模的扩大，填海区域已从滩涂向浅海延伸，如深港西部通道、大铲岛集装箱码头和机场二期等填海工程，淤泥厚度可达二十余米，含水量可达120%，沉降比（沉降量与厚度之比）可达30%以上，地基处理的费用也在增加，围海造地成本从300元/m²至1000元/m²不等。由于地基处理措施不当或不进行处理所引起的地面沉降，造成地坪开裂，管道断裂或影响设备正常使用等损失也逐渐增加。因此，认识到软土地基沉降大可能带来的影响，采取积极有效的处理措施是很重要的。

2.填土地基的特点

填土地基在深圳广泛存在，尤其是港口填海区地基处理、采石坑回填等问题。常见的填料有坡残积土和开山石，厚度一般从几米到一二米，局部可达30m以上，也有个别填海区有吹填淤泥或砂（如宝安新中心区和大铲岛集装箱码头等），当然也有个别地方填有建筑垃圾、基坑开挖弃土和生活垃圾等，一般都是新近堆填的，未完成自重固结，未经处理不能作为建筑物地基，并将影响地坪道路和管线的正常使用。

填土地基由于填料差异很大，堆填时间不等，所以填土的物理力学指标很难确定。如果单纯由开山石堆填而成（如盐田港区），或单纯由坡残积土就近开挖回填平整而成（如一些建筑小区），则处理较简单也较容易把握其工程性质。如果是由各类弃土无序回填形成的场地，其物理力学性质很难把握，处理也很困难。目前对填土地基勘察时一般都未做原位测试和室内试验，有的报告仅对填料成分和性状进行定性描述。填土的主要特性是强度低、压缩性高和均匀性差，一般还具有浸水湿陷性，对有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土，处理时尤应注意。

二、软弱地基处理方法分类

（一）软弱地基处理的目的和意义

建（构）筑物地基问题主要包括以下4个方面。

1）强度及稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以支承上部结构的自重及外荷载，即会产生局部或整体剪切破坏。

2）压缩及不均匀沉降问题。当地基在上部结构的重量及外荷载作用下产生过大的变形会影响结构物的正常使用，特别是超过结构物所能容许的不均匀沉降时，结构物可能开裂破坏。

3）地基的渗漏量或水力比降超过结构物及地基的容许值时，会发生水量的流失以及潜蚀和管涌，有可能导致失败。

4）地震、机器以及车辆的振动和爆破等动力荷载可能引起地基土，特别时砂土的液化和软土的震陷等危害。

据调查统计，世界上各种土木、水利、交通等类工程的事故中地基问题通常是主要原因。

（二）软弱地基处理方法分类

软弱地基处理的方法种类很多，每种方法各有独自的特色，其处理效果和适用条件也不尽相同，一种地基处理方法有可能会同时具有几种不同的作用，如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重作用。各种方法大多数单独使用，但有时也将几种方法组合应用。按地基处理的加固原理，软弱地基处理方法分类见表2-3-27。

表2-3-27 常用的地基处理方法分类表

（三）深圳地区常用的地基处理方法

1.排水固结法

排水固结法主要用于解决饱和软土地基的沉降和稳定问题，通过在软土中打设竖向排水井（砂井或塑料排水板等），在附加外荷载作用下，使土中的孔隙水被慢慢排出，孔隙比减小，地基发生固结变形，地基土的强度逐渐增长。

由于附加外荷载不同，排水固结法又分为堆载预压或超载预压、真空联合堆载预压以及堆载加强夯的动力排水固结法。

2.强夯法

由于深圳建设过程的场地平整时出现大量填土地基，强夯法是深圳最常见的地基处理方法。该法是用起重设备（常用履带式起重机）将100～400kN重锤从高处落下，反复多次夯击地面，将地基进行夯实。对非饱和砂性土，主要是动力压密过程，对饱和性黏土，还有排水固结作用。深圳地区也有将强夯法和预压法结合对软土进行动力排水固结法加固的工程实例，还有的道路和场坪工程将块石置换软土采用强夯置换法加固的项目。

3.水泥搅拌桩复合地基法

该法主要用于加固软土，将水泥和软土用机械强制拌合形成水泥土桩，利用水泥土桩与桩间土共同作用形成复合地基。该法可用于道路路基和轻型建筑物地基，该法在深圳地区得到较多的应用。

针对低强夯的粉质黏土、较松散的砂性土，也有采用旋喷桩和砂石桩复合地基的，近几年在岩溶地区也有采用低强度砼桩复合地基的工程实例。在道路路基加固工程中，还有采用预应力管桩复合地基的项目。

4.换土垫层法和托换技术

换土垫层法和托换技术在深圳地区也常适用。事实上许多地基处理技术在深圳都有应用的工程实例，不再一一列举。

三、软弱地基处理的主要方法和经验

（一）滨海淤泥的处理

针对深圳滨海淤泥地基，常用的处理方法是排水固结法，除个别场地（如大铲岛集装箱码头）采用真空预压外，一般大面积软土地基均采用堆载预压进行加固，例如福田保税区，皇岗口岸区，深圳湾填海区，前海与后海填海区等，针对上述填海区的城市道路网，除堆载预压处理外，也采用抛填挤淤结合强夯、搅拌桩复合地基、强夯块石墩等方法进行加固。以下介绍几个典型工程实例。

1.深圳机场场道软基排水固结试验

1988年3月，深圳机场筹建处召集专家研讨，确定场道区采用超载预压法加固，随后，铁道部科学研究院和浙江大学提交了详细的试验方案，经国家计委民航工程咨询公司认可和民航机场设计院同意后，深圳机场筹建处与铁道部科学研究院于1988年6月7日签订了试验承包合同。参与本次试验的包括铁道部科学研究院周镜院士、欧阳葆元、吴肖茗、张道宽等人，浙江大学曾国熙、潘秋元，铁道部四院朱梅生、郑尔康，铁道部二局张泽民、汪乃康等参加试验研究工作，周镜院士为项目总负责人。现场试验充分证明，堆载预压法对机场场道工程的软基处理是适宜的，试验成果虽然未被机场工程实际采用，但对深圳地区软基加固工程具有实用价值。

实验区加固前淤泥层主要物理性质指标的平均值为：含水量（w）为91%，孔隙比（e）为2.46，密度（p）为1.5g/cm³，C_c为0.628～0.757，C_v为（4.1～8.5）×10^-4cm²/s，C_h为（5.3～9.9）×10^-4cm²/s，采用袋装砂井作为竖向排水体，A区间距1.2m，B区为0.9m，砂垫层厚0.8m，要求固结度达到90%，填筑期3个月，淤泥厚4.6～9.5m，填土高度及预压土填高是按地面荷载加满12 t/m²施加，砂井长度分别为7.0m、9.5m和11.1m，满载预压时间A区三个半月，B区为一个月。经预压加固后，含水量降低21%～32%，孔隙比减少20%～31%，密度（p）增大4.1%～7.9%。B区含水量加固后降至62%，孔隙比降至1.7，十字板强度由预压前的2.13kPa提高到12.43kPa，三轴不固结不排水强度由4.5kPa提高到26.0kPa，静力触探比贯入阻力由7.0kPa提高到53.0kPa。软土地基在12t/m²荷载作用下，满载预压2个月，完成的沉降量约130cm，平均固结度大于90%，加固效果较好。

2.福田保税区软基处理工程

福田保税区占地超过1.0km²，原是滨海滩涂地带，后开辟成鱼塘，淤泥层厚度2.0～18.0m，由南往北逐渐变厚，含水量平均值为61.1%，孔隙比为1.674，密度为1.63g/cm³，压缩模量（E_s）为156M Pa。采用插塑料板堆载预压法加固，平均填土厚度约4.0m，超载填土厚度1.5～2.0m，以第3标段为例，淤泥厚度为10～17m，预压荷载85.1～92.5kPa，实测沉降量1.015～2.295m，满载预压180天后，固结度大于90%，剩余沉降量小于75 m m，淤泥的物理力学性质有了很大的改善，其强度提高一倍，处理效果显着。

3.深港西部通道软基处理

场地位于深圳后海片区浅海区域，面积约1.5km²，海水深为2.67～5.61m，海底高程为-1.02m至-6.28m，淤泥厚度5～24m，平均厚10m，淤泥下面为冲积砂砾土，黏性土或花岗岩残积土。采用插塑料板堆载预压法处理，填土交工面高程为4.0m，对于淤泥厚度平均为15m的场区，总填土高度约12m，计算平均附加压力220kPa，排水板间距0.9～1.0m，满载时间约一年，实测沉降大于3.0m。淤泥含水量从加固前的91%（平均值）降至55%，孔隙比从2.46降至1.49左右，压缩模量从1.77M Pa增至1.93M Pa，加固效果明显。

4.后海填海及软基处理工程

场地位于沙河西路以西，后海滨路以东，滨海大道以南，望海路以北，深港西部通道西北侧约43km²的区域。整个场地水深一般2～3m，最深约3.8m，淤泥厚度大部分区域为8～10m，局部可达12m。场地采用堆载预压法处理，填土高程与西部通道相同，插板间距为1.0～1.1m，填筑（包括排水系统设置等）施工期约6个月，超载预压6个月，实测场地沉降为2.0m，淤泥含水量平均值从86%降为65%，孔隙比从2.4降为1.65，压缩模量从1.7M Pa增至2.0M Pa，加固效果明显。

5.宝安新中心区裕安路路基动力排水固结法加固

场地原始地貌为滨海滩涂，道路宽70m，此次处理长度1400m，淤泥厚度4.0～8.0m，经表层清理后铺设1.0m厚砂垫层，按1.2m×1.2m间距打设塑料排水板，按50m间距设置盲沟和集水井，第一层填土厚约2.0m，然后采用1500～2000kN·m夯击能按4.0m×8.0m点距强夯6遍，每点夯3～5击，每遍间隔时间大于10d。再填第二层土厚约1.8m，采用2500～3000kN·m夯击能再夯6遍，每点夯5～8击。地基加固后检测结果表明，淤泥含水量从75%降至59%，孔隙比从2.08降至1.64，液性指数由1.68降至1.18，即淤泥由流塑状变为接近软塑状。根据加固前后静力触探和十字板剪切实验结果表明，比贯入阻力（P_s）由加固前的130kPa提高到330kPa，提高3.25倍；十字板不排水强度（C_u）由加固前的8.58kPa提高至21.0kPa，提高了2.4倍。道路建成后经4年零7个月实际观测，工后沉降为3.4～7.7cm，平均4.78cm，远小于设计要求的工后沉降15cm，加固效果非常理想。

该法又称动、静荷载联合排水固结法，通过插排水板提高淤泥排水固结效果，通过回填土堆载预压和反复多遍强夯使淤泥在循环外荷载作用下加速排水固结进程，实践证明该法在淤泥厚度不大（4.0～7.0m）且上覆一定厚度填土（3.0～4.0m）时，加固效果明显，适用于深圳滨海滩涂地区道路和场坪工程，若将该法应用于建筑地基时，需研究工后沉降对建筑物的影响。该法在皇岗口岸住宅小区（现叫皇御苑小区）、西部通道填海工程第二标段实验区和珠海、海南等项目中应用，效果良好，并列入广东省地基处理技术规范中。

6.深圳机场停机坪强夯置换项目

该项目原始地貌为滨海滩涂，淤泥厚度3.0～8.0m，局部最厚处约10m，占地面积约29×10⁴m²，设计采用强夯置换方案。首先在淤泥层表面铺2.0～3.0m厚块石，以3000kN·m夯击能每点夯20击，分成若干阵击，每阵击间用挖掘机对夯坑喂料，要求累计夯沉量大于淤泥厚度的1.5倍，置换锤直径（Φ）1.5m，高2.5m，重180～220kN。夯后实际效果表明，当淤泥厚度较小时加固效果较好，但淤泥层厚度较大时工后沉降量大于设计要求，停机坪局部下沉、开裂和积水。该法在深圳湾填海区白石洲路等工程得到推广应用，并以“强夯置换法”列入深圳市标准《深圳地区地基处理技术规范》。

7.深圳湾滨海休闲带C段岸线整理及软基处理工程

该项目大部分原始地貌为滨海平原淤泥区，小部分为已填区。处理面积39.43×10⁴m²。

对于水深较浅，深1～2.5m，淤泥厚度6～13m，根据淤泥厚度不同，采用不同能量（6000 kN·m和8000kN·m）抛石强夯形成岸堤及隔堤，场地内采用堆载预压形成陆域并进行软基处理。岸堤采用8000kN·m夯击能，隔堤采用6000kN·m夯击能。强夯点夯夯锤必须采用锤径1.2～1.6m异形锤；起夯面高程+2.0m；岸堤、隔堤先夯中间，后夯两边。检测结果表明：8000kN·m堤底标高达到-9m至-11m；6000kN·m堤底标高达到-6m至-8m，均达到设计要求。

西部通道跨海大桥桥墩附近水深2.5～4.5m，淤泥厚度10～16m，不能采用抛石强夯工艺，采用铺填砂被出水面，在形成的工作面上施工水泥搅拌桩进行软基处理。砂被充填袋采用高强度编织型土工织物制作，砂被充填砂料可采用中细砂或细砂，含泥量不大于10%。砂被铺填层数为8～10层。两层袋体的充填时间间隔应大于7d或根据监测结果确定。施工期间不得在已做好的砂被上随意堆载砂石料。砂被的袋体之间不得夹有淤泥。砂被施工完成后，形成了安全稳定的出水工作面，为水泥搅拌桩的施工创造了良好的条件。为滨海公园休闲带亲水岸线的形成创造了良好的条件。

（二）高填土地基处理

针对深圳地区大面积填土地基，常用的处理方法就是强夯加固，强夯法地基处理在深圳得到广泛应用也积累了丰富的工程经验。实践证明，强夯法不仅工期快、费用低，而且加固效果好，缺点是振动和噪音对邻近建筑物和居民有影响。如果场地空旷，对填土地基应优先选用强夯法加固。以下介绍几个典型工程实例：

1.深圳盐田港二期码头场坪

盐田港二期码头是围海造地形成的，回填料以微风化花岗岩开山石为主，填石厚度从几米到二十几米，平均厚度约15m，面积约30余万平方米，采用强夯加固，单击夯击能8000kN·m，每点夯12～15击，夯点间距4.0m×4.0m，夯后做3.0m×3.0m大压板载荷试验，地基承载力大于200kPa，变形模量（E_o）大于等于20M Pa，加固效果显着，能满足港区集装箱堆场和码头使用要求。

在妈湾港、赤湾港和蛇口港的港区大面积深厚填土地基一般都采用了强夯法进行加固，其中蛇口港有的区域填土厚小于4.0m，下卧淤泥厚度大于5.0m时，采用了振动插板堆载预压法加固。

2.恒丰工业城厂房地基强夯加固

恒丰工业城有数十栋6层标准轻工业厂房，有一部分分层挖方区，大部分为填土区，原始地貌为剥蚀残丘地带，回填料为就近开挖的坡残积土，填土厚从几米到十几米。该项目是20世纪90年代初期施工的，属深圳早期强夯工程，受设备和技术水平的影响，当时采用的强夯夯击能较小，单击夯击能为1500～3000kN·m，考虑到同一栋厂房一端处于挖方区而另一端处于填方区，地基不均匀沉降问题较突出，强夯设计时对填土较厚区域采用了换填块石加柱下条形基础重点强夯的方法，加固效果明显，该片工业区建成十几年未发现因地基问题而开裂现象。强夯法在深圳许多工业厂房小区、多层住宅小区和道路、场坪等项目中得到了广泛的应用。

3.华为龙岗坂田基地

整个项目占地面积达1.3km²，原始地貌为剥蚀残丘地带，经挖填平整后，约60×10⁴m²为填土地基，填料以花岗残积砾质黏土为主，最大填土厚度为18 m。按场地功能分为生产中心，机加中心、行政中心、科研中心、培训中心和单身公寓等地块进行强夯加固，夯击能按填土厚度从1500～6000 kN·m不等。夯后经标贯和压板试验，标贯击数平均值小于10击，地基承载力大于200kPa，变形模量大于12M Pa。以华为培训中心为例，回填土为就近开挖的坡残积土，填土厚度小于5.0m时采用2000kN·m夯击能，填土厚度在5.0～8.0m时采用4000kN·m夯击能，填土厚度在8.0～12.0m时采用6000kN·m夯击能。夯后进行标贯试验137次，范围值8.1～18.4击，算术平均值为11.0击，压实系数为0.86～0.99，平均值0.91。压板试验共做10个点，采用1.0m×1.0m方形板，最大沉降量12.29～45.28mm，设计荷载时对应沉降量4.46～12.96mm，承载力大于200kPa，变形模量在12.7～38.6M Pa，加固效果良好。

4.疾病控制中心迁建项目

场地为废弃的深云采石场，回填区占地面积3万多平方米，拟建5～6层医学用建筑，要求地基承载力（f_k）为200kPa，变形模量（E_o）大于等于40M Pa。填料主要是块石、碎石和石渣等，平均填石厚度约15m，最厚处达20m。设计采用分层强夯，单击夯击能采用5000kN·m，每点夯8～12击，再回填7.0m至设计地平面高程，采用3000kN·m夯击能进行强夯，每点夯6～8击，夯后经3.0m×3.0m大压板载荷试验10个点，试验结果见表2-3-28，强夯加固效果良好，完全满足设计要求。

表2-3-28 疾病控制中心迁建项目大压板载荷试验结果汇总表

续表

‘柒’ 淤泥软土土工参数随深度的变化规律

土体各物理力学性质指标除了具有上述统计数字特征外，其随着取样深度（h）的变化也随之发生变化，有的土性参数随深度变化具有明显的规律性，而有的参数随深度的增加并不具有固定的发展规律。本书将利用温州浅滩研究区内29个勘探钻孔的数据资料，探讨土体的物理力学参数试验值与取样深度之间的关系（图3.4）。

图3.4 原状淤泥土无侧限抗压强度随深度的变化曲线

（1）物理性质指标随取样深度的变化规律

通过各物理性质指标与取样深度之间的散点关系图分析表明，温州浅滩淤泥土层的物理性质指标与其取样深度之间并不存在明显的相关性。

（2）渗透性指标随取样深度的变化规律

竖直向和水平向渗透系数随取样深度的增加变化趋势也不明显，但散点图总体上呈现出三角形递减趋势。

（3）固结压缩指标随取样深度的变化规律

温州浅滩淤泥软土的压缩系数随取样深度的变化规律是以深度约 20m 处为界，当深度小于20m 时，压缩系数随取样深度的增加而递增；当深度大于20m 时，压缩系数随取样深度的增加递减；即压缩系数随取样深度的增加，先增后减。压缩模量随深度的变化规律则相反，仍然以深度约 20m 处为界，压缩模量随取样深度的增加，先减后增。压缩指数随取样深度的变化规律性不明显。

（4）抗剪强度指标

温州浅滩淤泥的直剪快剪内摩擦角随取样深度增加无明显规律可循，直剪快剪黏聚力则随取样深度的增加呈三角形递增趋势；直剪固快内摩擦角和黏聚力均随着取样深度的增加而呈带状递增趋势；三轴UU试验内摩擦角和黏聚力也均随着取样深度的增加而呈带状递增趋势；原状土无侧限抗压强度随取样深度的增加表现出明显的递增趋势，与深度之间存在良好的线性关系，其回归方程为h=1.26q_u-10.14，相关系数为R=0.758，如图3.4所示。

‘捌’ 胶州湾软弱土层工程地质性质

7.2.1 物质组成

通过胶州湾海积软土的粒度分析发现，土层中粉粘粒组的含量较高;其次为砂粒组的含量;另外，少部分的黏粒与粉粒结合形成具有一定抗水性的假粉粒，具有一定的团聚度。软土中难溶盐含量较低，易溶盐含量较高，说明土体的强度很低。虽然土体中含有较高含量的粉黏粒、“假粉粒”，但有机质含量较高，因此土体颜色呈现黑灰色，土的亲水性强。同时，阳离子交换容量和比表面积也都较大，表现为土体活动性比较强烈，说明该软土属于亲水性土体。在工程上，这给土体的排水固结造成很大困难，致使排水时间过长。

7.2.2 结构特征

由于软黏土独特的沉积环境，使软土具有一定的结构性特征，主要表现为:

1)结合水连接是黏土颗粒间水分子(为极性分子)在不同电荷作用下定向排列形成的，黏土颗粒外围的结合水，越是靠近黏粒表面，受吸附力越大，其分子排列越紧密，就越具有较大的黏滞性和抗剪强度，从而形成一定的粒间连接，大量的水使含水量增大，弱结合水增多，因而排水较困难。

2)水中大量微生物－淤泥细菌作用可以产生出CO₂，CO₂与土中的CaCO₃可形成Ca(HCO₃)₂，到一定深度后，细菌大量死亡，CO₂减少，CaCO₃又沉淀下来，形成黏粒间某种程度的灰质胶结，这是产生假粉粒的主要原因。

由于以上的结构性，使得软土在工程地质特性上表现为具有较高的孔隙比和含水量。另外，海水中具有丰富的电解质，因而海积黏土的结构类型多属疏松絮凝状。絮凝状结构由片状颗粒搭成的絮凝状结构单元体构成，颗粒排列比较疏松，孔隙比较大，孔隙间连通性较差，影响了土中孔隙水的排出、位移和流动，所以固结速度较慢。

7.2.3 淤泥质软土的力学性质

对软土物理力学性质的测试一般分土工试验和原位测试两类。常用的土工试验包括重度、含水量、液限、塑限、粒度分析、固结、压缩、剪切试验等。胶州湾淤泥质软土土工试验资料的结果表现出离散性大、可靠性差的特点，分析其原因主要有两个方面:①含水量高、流态的软土难取得原状样;②软土样在运输、保存至试验的过程中难免遭受扰动和失水。

因而，测试结果常代表的是排水固结后或扰动后的软土性质。含沙多或以粉粒为主的软土的剪切试验结果一般低于软土天然抗剪指标，剪切试验结果常代表了重塑土的抗剪指标。排水固结后的软土样，压缩试验则表现出压缩性低于天然软土的实验结果。因此，在探讨胶州湾淤泥质软土性质的时候，主要利用土工试验所得的含水量、重度、液限、塑限资料，对软土的力学性质指标则主要运用原位测试数据。

原位测试方法对软土的评价避免了对土样的扰动或失水固结，能较真实地反映软土的实际特征。针对软土强度低的特征，选用静力触探试验(CPT)和十字板剪切试验(VST)较为理想。静力触探具有连续、快速、简便、精确、高灵敏度的特点，可以在现场直接测得土的贯入阻力指标，了解各土层原始状态的有关物理、力学性质;十字板抗剪试验能较客观地反映出软土的不排水抗剪强度值，同时能反映出重塑土的性质和灵敏度。这些指标对软土区的港口建设及有震动荷载的建(构)筑物的设计有着重要的参考价值。

7.2.3.1 淤泥质土静力触探试验资料分析

静力触探试验对软土的评价具有灵敏、精度高的特点，其评价结果与利用含水量、孔隙比等物理参数对软土的评价结果相吻合。静力触探试验现场直接测得的是土的贯入阻力指标，要获得其他物理力学指标还需要借助经验公式。由于单桥静力触探使用时间较长，国内外已经积累了相当丰富的经验。根据胶州湾软土的特点，采用如下经验公式:

1)土的压缩模量E_s=4.13P^0.687s

2)土的变形模量E₀=6.03P^1.45_s+2.87

3)地基标准承载力f=0.0807P_s+0.049

结果显示，胶州湾淤泥质土的比贯入阻力P_s很低，在0.05～0.90范围内;压缩模量E_s在0.53～4.62MPa之间;变形模量E₀在2.95～8.05之间;承载力特征值在53～121kPa。另外，表层0～0.5m比贯入阻力值一般要比0.5～1.0m处值大，经分析是因为表层淤泥质土的沙含量一般比其下部要多，导致表层比贯入阻力值偏大。

由于淤泥质土层是一种新近淤积的土层，没有完成全部的固结过程。在漫长的淤积过程中，一般底部土层由于受到上部土层自重压力的固结作用，其物理力学性质要逐渐比上部土层好;但由于其力学性指标绝对值相当小，一般这种细微的差别很难进行观察和描述。由于淤泥质土的这种特点，在实际工作中，很难根据钻探岩心野外鉴别对土层作准确的定性描述，若进行定量鉴定则困难。静力触探因其测试性能比较灵敏，连续性好，可以详细评价淤泥质土在垂向上的分布规律，能比较好地体现土的力学性质同深度之间的线性关系，便于选择适当的压缩、变形及承载力指标。从图7.4可以看出淤泥质土的上述规律，比贯入阻力P_s值与深度呈正相关性，即随着深度的增加，P_s的值也增加。

图7.4 比贯入阻力(P_s)平均值随深度变化曲线

7.2.3.2 淤泥质土十字剪切板试验资料分析

对胶州湾地区上部海相淤泥－淤泥质粉质黏土层进行十字板剪切试验。十字板剪切试验结果C_u=3.52～15.2kPa，标准值约为6.5kPa;重塑土的抗剪强度C_u'=2.1～9.7kPa;灵敏度St=1.1～2.3。根据十字板剪切试验数据和分析结果来看，淤泥质土层十字板剪切试验抗剪强度C_u值随深度而增大，其重塑土的变化也大致相同。

胶州湾深水区含粉粒少的淤泥质土的灵敏度较低(St=1.1～2.3)。根据相关学者第四系力学性质分析，湾内近岸区以饱和粉粒为主的淤泥质土具有易液化、扰动后强度降低的特点，深水区以黏粒为主的淤泥质土灵敏度较近岸区低。

7.2.3.3淤泥质土工程地质灾害

淤泥质土对海岸工程的主要影响性状表现在长期、缓慢地使建筑物产生不均匀沉降和在较短的时间内发生沉降量过大等工程地质问题。

(1)高压缩性、不均匀性

淤泥质土呈饱和状态，含水量高。淤泥质土层的厚度常与海侵前原始地形及水动力条件、陆源物质有关，使得淤泥质土平面和垂向上成分不均、厚度不一，厚度差异能造成较大差异沉降。因淤泥质土中含有粉细沙薄层或透镜体，使侧向排水不均衡，这也是引发建筑物产生不均匀沉降的潜在因素;应根据其固结排水情况，判定其对地基变形的影响。

(2)触变性、低透水性

围海造田一般将淤泥质软土掩埋于地下。软土中含沙或较粗颗粒的地带，其透水性较好，易排水固结;随着填土时间的推移，软土的强度提高。但是，颗粒偏粗的淤泥质土具有较强的触变性，即具有较高的灵敏度。这种扰动后强度显着降低的特性，使得其静态强度满足建筑物的荷载要求时，尚需考虑震动荷载等对软土的影响。一旦受较大震动荷载影响，触变性特点使软土液化、失去强度，引起建筑物失稳，因差异沉降过大而破坏建筑物结构。填土下有软土而地基土未经处理的地区都有此类工程灾害。

对以细粒为主的淤泥区，因具有低透水性，使填土后淤泥中孔隙水难以排出，其强度提高不明显。

若上部已存在建(构)物，在外荷作用下不能很快排水固结，故易产生较高的孔隙水压力，降低地基土的强度，使建筑物处在长时间、缓慢的沉降状态之中。特别是在动荷载(强振动或地震)的作用下，更易发生不同程度压缩变形，从而造成地基土破坏，使建筑物失稳。

(3)低强度

湾内地基承载力特征值在53～121kPa之间。又因固结程度差，灵敏度高，故抵抗外荷作用的能力低，而且易产生扰动。扰动后的强度大约是原状土强度的20%～30%，故在施工中应尽量减轻土扰动，以利于保持土的天然强度。不排水三轴快剪试验强度很低，φ≈0°，c＜0.02MPa;在排水条件下随固结程度的提高而增大，固结快剪φ=5°～15°，c=0.03～0.08MPa。因此，在施工过程中应该注意加荷速度。

(4)震害大

横波波速V_S=123.50～164.60m/s，纵波波速V_P=270～423m/s，属中软－软弱场地土。地震波在软土中传播时阻尼大，对于固有周期长的高层建筑物易产生共振效应，加重震害。

(5)具有较强的吸附力

主要表现在土与建(构)筑物底面的粘结力、真空负压和侧边阻力上。其中，“真空负压”是主要的。对于“吸附力”，有些场合是需要的，但有些场合需消除。例如在建筑物与土的接触处通水或通气，就可以大大地减少对建筑物的吸附力。

‘玖’ 各种类型的土的压缩模量怎么查询比如淤泥，粘土，沙砾石Es多少

淤泥（Q4）一般小于3，粘土（Q4)3-5之间，砂砾石视经验了，告诉你个经验法Es=（1+e）a1-2

‘拾’ 淤泥软土土工参数之间的相关性分析

在岩土工程中，土体的各项物理力学参数并不是独立存在的，它们相互之间具有一定的关联性。研究各项物理力学指标之间的相关性，建立相互之间的经验回归方程，具有重要的工程实用价值。表3.6 给出了温州浅滩淤泥各项物理力学指标之间的相关系数R的值。

表3.6 温州浅滩淤泥各项物理力学指标之间的相关系数汇总表

续表

由上表可知，有些指标之间具有很好的相关性，相关系数R接近于1；而有些指标之间的相关性却很小。温州浅滩淤泥的物理力学性质指标中较显着的相关规律有：

3.4.4.1 天然含水率w与湿密度ρ之间的关系

温州浅滩淤泥的天然含水率w与湿密度ρ的散点图及回归拟合曲线如图3.5所示。两者之间存在较好的线性递减关系，拟合曲线方程为w=-114.48ρ+246.16，相关系数R=-0.829。

图3.5 温州浅滩淤泥w ρ理论及回归关系曲线

据土力学中指标间的换算公式，可推导出用湿密度ρ来表示天然含水率w的关系式为

温州浅滩软土工程特性及固结沉降规律研究

根据表3.2 中岩土参数的标准值，若取温州浅滩淤泥的土粒相对密度G_s=2.76，饱和度S_r=97%，则有w=（0.97ρ-2.6772）/（2.6772-2.76ρ）。那么，据此可以绘制w-ρ关系的理论计算曲线（图3.5）。可见，理论计算曲线与线性拟合曲线吻合较好。

3.4.4.2 天然含水率w与孔隙比e之间的关系

温州浅滩淤泥的孔隙比e与天然含水率w的散点图及回归拟合曲线如图3.6所示。两者之间的拟合曲线方程为e=0.027 w+0.086，相关系数R=0.973。

图3.6 温州浅滩淤泥e-w回归关系曲线

根据土力学中指标之间的换算公式，孔隙比e与天然含水率w之间的关系可以表示为

温州浅滩软土工程特性及固结沉降规律研究

将式（3.30）和图3.6 中的回归方程对比，G_s/S_r即为回归曲线的斜率，将淤泥看做饱和土（S_r=1），则回归曲线的斜率即为土粒相对密度G_s，即有G_s=2.7，该值小于表3.2 中土粒相对密度的标准值2.76，它反映了温州浅滩淤泥的孔隙比e与天然含水率w之间的实际关系。

3.4.4.3 孔隙比e与湿密度ρ之间的关系

温州浅滩淤泥的孔隙比e与湿密度ρ的散点图及回归拟合曲线如图3.7所示。两者之间存在较好的线性递减关系，拟合曲线方程为e =-3.59ρ+7.55，相关系数 R=-0.93 5。

图3.7 温州浅滩淤泥e-ρ回归关系曲线

3.4.4.4 液限w_L与塑限w_p之间的关系

温州浅滩淤泥的塑限w_p与液限w_L的散点图及回归拟合曲线如图3.8所示。两者之间存在很好的线性递增关系，拟合曲线方程为w_p=0.4 0w_L+6.63，相关系数R=0.9996≈1。

图3.8 温州浅滩淤泥w_p-w_L回归关系曲线

3.4.4.5 液限w_L与塑性指数 I_p之间的关系

塑性指数I_p与液限w_L之间的关系图即为塑性图，为细粒土分类的依据^[183]。温州浅滩淤泥的塑性指数I_p与液限w_L的散点图及回归拟合曲线如图3.9所示。两者之间存在很好的线性递增关系，拟合曲线方程为I_p=0.60w_L-6.61，相关系数R=0.9998≈1。

图3.9 温州浅滩淤泥I_p-w_L回归关系曲线

3.4.4.6 塑限w_p与塑性指数 I_p之间的关系

温州浅滩淤泥的塑性指数I_p与塑限w_p的散点图及回归拟合曲线如图3.10所示。两者之间存在很好的线性递增关系，拟合曲线方程为I_p= 1.50w_p-16.52，相关系数R=0.999。

3.4.4.7 压缩系数a与压缩模量E_s之间的关系

温州浅滩淤泥的压缩模量E_s与压缩系数a的散点图及回归拟合曲线如图3.11所示。如果对两者进行线性拟合，则两者之间存在较好的线性递减关系，线性拟合方程为E_s=-1.15a+3.52，相关系数R=-0.904。

根据土力学理论，土在侧限条件下，压缩模量E_s与压缩系数a之间存在如下换算公式：

图3.10 温州浅滩淤泥I_pw_p回归关系曲线

图3.11 温州浅滩淤泥E_s-a回归关系曲线

温州浅滩软土工程特性及固结沉降规律研究

式中：e₁为压应力在100kPa时对应的孔隙比。

由式（3.31）可以看到，E_s与a之间存在乘幂关系，如果将两者的散点图进行乘幂回归拟合分析，其拟合曲线如图3.11所示，相关系数R=-0.911，比线性拟合效果更好，乘幂拟合方程为E_s=2.4 7a^-0.80。

将上述温州浅滩淤泥物理力学性质指标之间具有的典型相关关系进行汇总，结果见表3.7。

表3.7 温州浅滩淤泥物理力学参数之间典型的相关性汇总表

除了以上讨论的温州浅滩淤泥的物理力学性质指标之间所具有的相关性外，抗剪强度指标c，φ值也是一对互相关的量，它们由同一试验得出，同时出现在库仑抗剪强度公式（τ=c+σtanφ）中，在计算地基承载力、判断地基稳定性时均要用到这组指标。温州浅滩淤泥的抗剪强度试验分为直剪快剪试验、直剪固结快剪试验和三轴UU 试验，对各种试验条件下求得的抗剪强度指标进行相关性分析，结果见表3.8。

表3.8 不同试验方法下淤泥抗剪强度指标相关性分析

由表3.8的结果分析可见，直剪快剪试验得到的抗剪强度指标相关性很小，离散性很大；而直剪固快试验和三轴UU试验得到的抗剪强度指标相关性好一些，两者之间具有一定的相关性。