1樓：中地數媒
1.2.1.1 軟土的定義及分佈
各專業技術部門對軟土的定義都不盡相同，國內外也均無統一的結論。有的定義軟土是一種簡稱，主要由細粒土組成。有的定義軟土一般是含水量、孔隙比大，抗剪強度、滲透係數低，且壓縮性、靈敏度高的黏性土的統稱。
還有的將軟土泛指近代沉積的剪下強度低，壓縮性大的軟弱土層，主要為飽和軟黏土，在天然地層剖面上，它往往與泥炭或粉砂交錯沉積。還有的定義軟土一般是靜水或緩慢水流中以細顆粒為主的近代沉積物，即流速減緩與溫度變化使微細粒徑的黏土礦物和有機質在懸浮液溶解力與黏滯性降低的條件下，逐漸停積的飽和軟弱黏性土。還有的定義軟土是指天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的一種軟塑到流塑狀態的黏性土，如淤泥、淤泥質土以及其他高壓縮性飽和黏性土、粉土等[2]。
上述軟土的各種定義與工程型別和擬解決的工程問題息息相關，軟土的軟硬都是相對的概念，其軟硬不但對土質，而且對工程而言也是相對的。軟土的軟硬應與土質、工程性質兩者相關。國內外各行業對軟土的鑑別是依軟土的若干特徵指標劃分的，採用的具體指標各不相同，見表1.
1。表1.1 我國各行業軟土劃分特徵指標一覽表
縱觀以上各行業規範對軟土的詮釋，雖然略有差異，但是均將天然孔隙比和天然含水量作為鑑別軟土的特徵指標。
我國軟土分佈十分廣泛，尤其主要分佈在我國沿海以及內地河流兩岸和湖泊地區，例如：天津、連雲港、上海、杭州、寧波、台州、溫州、福州、廈門、湛江、廣州、深圳、珠海等沿海地區，以及昆明、武漢、南京、馬鞍山等內陸地區。軟土成因型別複雜，有濱海相軟土、溺谷相軟土、潟湖相軟土、三角洲相軟土、河漫灘相軟土、牛軛湖相軟土、谷地相軟土、湖相軟土和沼澤相軟土等。
在實際工程中經常會遇到軟土、軟土地基以及由此引起的一系列工程地質問題，這主要是由於軟土的工程特性所決定的。一般情況下，軟土地基的承載力不能滿足設計要求，故需要進行加固處理，不同成因、不同物質組成的軟土，其表現出來的工程特性也不相同，從而選取的地基處理方案也不同，因此，對軟土工程特性的認識顯得尤為重要。土作為人類作用於地球的主要客體，具有極其複雜的工程地質性質，主要包括物理性質、水理性質和力學性質等[10]。
1.2.1.2 軟土的工程特性
人類在土基上建造房屋和擋土建築物，以及用土作為工程材料來建造堤和壩，已經有悠久的歷史。然而，土力學成為一門技術科學，卻只有80多年的歷史。在太沙基（k.
terzaghi）於2023年出版了著名的《土力學》一書的前後，也曾有不少學者對土工問題的研究做出過重大貢獻，許多經典的土力學理論一直沿用至今，並且仍然是現今土力學中的重要內容。但是，人們卻認為太沙基是土力學的奠基人，因為他是第一個重視土的工程性質和試驗的人[11]。土的種類繁多，而且任何一種土的工程性質又隨它的存在狀態和外界條件有很大的變化，因此土的工程性質十分複雜。
總結若干國家和地區的軟土資料，其物理力學引數的範圍值見表1.2[12]。
表1.2 國外若干地區的軟土指標統計[12]
和國外相比，我國軟土理論的研究也已有近20年的歷史，水利、鐵道、交通、建築、港口等行業均涉及軟土與軟土工程問題，對軟土的基本工程性質進行了大量的試驗與積累，對我國軟土的分佈及其物理力學性質有了基本瞭解。在渤海灣及天津塘沽、長江三角洲、浙江、珠江三角洲以及福建省的沿海地區都存在海相或湖相沉積的軟土。此外，貴州省、雲南省的某些地區還存在山地型的軟土。
表1.3是全國各地軟土的物理力學性質指標統計[2]。
表1.3 全國各地軟土物理力學性質指標統計[2]
續表軟土在我國沿海一帶分佈很廣，以東南沿海軟土分佈區為例，從北至南有天津塘沽、連雲港、上海、寧波、溫州、福州、珠海、深圳等地。沿海地區典型的軟土主要有四類，即淤泥、淤泥質黏土、淤泥質粉質黏土和淤泥混砂，表1.4為這些軟土的工程性質變化範圍[13]。
表1.4 我國沿海地區分佈的四種典型軟土的工程性質[13]
由表1.4可見，沿海地區軟土的主要物理力學性質可以概括如下：
·天然含水量高 軟土的含水量一般在35%～90%之間，其值一般也大於液限，說明這些軟土的孔隙中基本充滿了水，土體處於流動或流塑狀態。
·孔隙比大、壓縮性高 軟土的孔隙比在1.0～1.3之間，部分軟土的孔隙比還大於1.
5。對應的壓縮係數在0.7～2.
3mpa-1之間，屬於高壓縮性土，這類軟土受到荷載作用後必將產生很大的沉降。
·滲透性小 軟土的滲透係數在10-6～10-8cm/s之間，顆粒成分主要以黏粒、粉粒為主，礦物成分以親水的活動性礦物為主，滲透性很小。所以，該類土層在荷載作用下固結沉降過程非常緩慢。
·強度低 軟土的不排水強度在5～30kpa之間，軟土強度低是導致軟土地基承載力不足和失穩的主要原因。
為了系統闡述軟土的特性及內部機理，我國著名學者高國瑞教授以電化學、膠體化學理論為基礎，系統研究了軟土的物質成分及微觀結構[14]。與此相對應，沈珠江院士則從巨集觀的角度，對軟土的特性尤其是強度特性進行了系統研究，他的研究成果開創了軟土工程的新局面，並提出了21世紀應建成以結構性模型為核心，以非飽和土固結理論、液化破壞理論和漸進破壞理論為主要內容的現代土力學的構想[15～17]。
對於軟土的基本工程特性，國內外學者進行了大量的研究工作。osipov[18]對軟土微觀結構及其觸變變化進行了研究。孫更生等[19]通過對上海軟土的研究，得到了其物理力學性質指標的統計關係。
沈珠江[16]研究認為，天然軟土具有高孔隙比、強透水性、陡降形壓縮曲線、折線形強度包線等特性。徐澤中[20]、樑濤等[21]分別對滬寧高速公路軟土、珠江三角洲地區高速公路軟土的工程性質進行了研究。王清等[22]對我國沿海地區廣泛分佈的欠固結軟土及其工程地質和岩土工程問題的研究現狀進行了總結和介紹。
雷華陽[23]、樑國錢[24]、孔令偉[25][26]、祝衛東[27]、陳曉平[28]、師旭超[29]、章定文等[30]分別對天津地區海積軟土、浙江沿海地區軟土、瓊州海峽海域軟土、浙江東南沿海、溫州和台州兩地海岸線附近軟土、珠江三角洲區域軟土、廣西欽州港海相淤泥、連雲港軟土的土性引數指標和工程性質進行了詳細的分析研究。takaharu shogaki et al.[31～33]對韓國釜山新港全新統黏土的沉積環境、微觀結構、物理力學性質、固結特性等進行了試驗研究，並對其引數的變化規律進行了統計分析。
усюэтин[34]對莫斯科河河漫灘沉積的黏土的顆粒成分、礦物組成、物理化學性質進行了研究。tamotsu matsui et al.[35]詳細研究了日本大阪海灣厚層軟土的鑽孔資料，總結了軟土的工程特性。
周翠英等[36]對珠江三角洲海相沉積軟土的分佈範圍進行了**和分割槽，並對具有代表性的軟土微觀結構特徵進行了分析研究。j.xia et al.
[37]對南京西部長江下游全新世洪泛區軟土的工程特性、微觀結構以及這些特性隨軟土深度和荷載的變化規律進行了研究。hossam et al.[38]對曼谷飽和軟黏土的導熱係數進行了室內及現場測試，得出黏土導熱性隨著土密度的增加而增加的結論，同時**了不同試驗方法下測試結果的可靠性，為利用熱處理技術提高軟土固結過程提供了依據。
近年來，我國軟土研究涉及的區域越來越廣，涉及的方面也越來越多。研究區域涉及天津[39]、河北省黃驊港[40]、洞庭湖[41]、太湖[42]、深圳[43]、廣州[44]、珠海[45]、珠江三角洲[46][47]、青島[48]、溫州[49]、寧波[50]等地，研究方面涉及軟土的顆粒級配、礦物成分、微觀結構、物理力學性質、應力歷史、蠕變特性等諸多方面，取得了不少有價值的研究成果。
越來越多的試驗研究與工程實踐表明，天然軟土的結構性普遍存在且對其工程特性有重要影響。土的結構性指土顆粒和孔隙的性狀、排列形式（或稱組構）以及顆粒之間力的相互作用[51][52]。但在實際應用中常用來概括地指土體所具有的不同於相應重塑土的力學性狀[49]。
早在2023年，terzaghi[53]就指出了土結構性研究的重要性，首次提出了土的微觀結構的概念，並定義了蜂窩結構。接著，casagranda[54]、lambe[55][56]、aylmore[57]、van olphen[58]、side and barden[59]、mitchell[60]、高國瑞[61]、leroueil[62]等學者紛紛提出了不同的土顆粒或集合體的結構形式。近年來，軟土結構性的研究引起了國內外學者的廣泛關注，對軟土結構性的研究不僅僅停留在其微觀結構的分析上，其研究領域涉及結構性土體的工程特性、本構模型等各個方面。
沈珠江[63]將土結構性研究稱為21世紀土力學的核心問題。謝定義等[64]研究認為，土結構性是決定土的力學特性的根本內在因素。由此可見，軟土結構性研究已經成為今後軟土理論研究的發展趨勢，同時，軟土結構性的研究離不開室內試驗和原位測試獲得的引數，那麼，試驗技術和測試方法的研究將是軟土學科發展的前提和基礎，也是今後發展的方向。
不少學者進行了軟土結構性的相關研究，得出了有意義的結論[65～71]。
1.2.1.3 土工引數的可靠性研究
可靠性理論在土木工程的結構方面的應用是開始得比較早的一個領域。早在2023年，蘇聯的а.р.
ржаницын[72]就提出了用一次二階矩理論的方法來估計結構的失效概率。美國的a.m.
freudenthal[73]在2023年開創了美國結構安全度的研究工作。之後，美國的c.a.
cornell[74]、a.h.ang[75]發展了工程技術中應用的概率概念和方法。
岩土工程是可靠性理論應用的一個重要領域，a.casagrande[76]提出了土工和基礎工程中計算風險的問題。接著，大量學者從事了岩土工程可靠性方面的研究，其中有影響的開拓者有 p.
d.lumb[77]、e.h.
vanmarcke[78][79]、o.g.ingles[80]。
我國在20世紀70年代末才開展土力學中的可靠性研究，目前研究方面涉及岩土引數統計規律[81]、岩土引數概率模型、滲透問題、固結沉降概率分析[82]～[84]、地基承載力概率分析、穩定性概率分析[85]等。比如：張徵等[87]將岩土引數視為具有隨機性與結構性特徵的區域化變數，給出了岩土引數空間結構性的數學模型。
孟慶山等[88]利用概率分佈模型對廣西某飽和軟黏土的土工引數進行統計分析，為工程計算中土工引數的選取提供了可靠的依據。李小勇[89]研究表明，通過試驗資料的可靠性檢驗、概率模型的擬合優度檢驗，可以實現土工引數概率分佈在統計意義上的優化。謝康和等[90]研究了固結係數的空間概率特性及其對固結度的影響。
宮鳳強等[91]提出推斷小樣本岩土力學引數概率密度函式的正態資訊擴散法，並採用精度較高的k-s檢驗法，從理論上證明所求密度函式的正確性。此外，王宇輝[92]、吳長富[93]、徐雷雲[94]分別對太原地區粉土、杭州地區、華東地區的土性引數進行了概率統計分析。
岩土是在漫長的地質年代裡形成的，經歷著各種變化的過程，因此，岩土的工程性狀表現出很大的變異性。岩土工程常常在許多不確定性條件下進行設計，而傳統的設計方法採用「確定性」途徑，這可能與實際的反應相差甚遠，許多原型觀測結果和事故分析都說明了這一點[86]。
由於岩土工程中**的不可靠性，**者經常需要用實際觀察到的資料來修正自己的估計。peck[95]總結了岩土工程中貫穿於勘察、設計、施工全過程的系統研究方法，稱為觀察法。而反分析法是觀察法的提高，在工程計算中得到了廣泛的應用[96]。
鄧永鋒[97]根據asaoka法對成層土的固結係數進行了反演。夏彩虹[98]利用雙曲線配合法對哈爾濱環城高速公路的實測資料進行分析，反算土層的固結係數和滲透係數，反分析計算結果明顯高於室內試驗值。彭劼等[99]利用複合型法，根據溫州樂清灣璇門港工程實測沉降資料對計算引數進行了反分析，將反分析得到的引數應用於有限元法的計算。
結果表明，反分析能較好地估計本構模型引數。樑杏等[100]利用深港西部通道口岸場坪實測沉降量反算了土層的壓縮性指標，反算的壓縮指數大於室內試驗值，反求的壓縮模量小於試驗值，這與實測沉降量大於理論**沉降量是比較吻合的。彭濤[101]採用門田法結合深圳西部通道實測沉降資料對各級載入過程中的固結係數進行了反演分析。
周健等[102]以某深水港區地基工後短期沉降監測結果為基礎，對土層固結係數進行了反演分析，並將反演得到的固結係數計算出的工後短期沉降與工後實測短期沉降進行了對比，結果表明反演得到的固結係數是可靠的。
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