GEO5用户手册岩土经验参数汇总（五）
本文主要汇总固结沉降分析和隧道分析中涉及到经验参数。
注：固结沉降分析可以利用地基固结沉降分析模块和有限元软件-固结模块。隧道分析主要包括：隧道开挖地层损失分析、竖井分析和有限元软件-隧道模块。
固结沉降分析使用的参数
压缩指数
对于超固结度较低的粘土和粉土，在USA Louisiana Kaufmann and Shermann (1964) 的试验中，得到了下列压缩指数的值
岩土体 | 有效固结应力σcef [kPa] | 岩土体最终有效应力σef [kPa] | 压缩指数Cc [-] |
CL 软粘土 | 160 | 200 | 0,34 |
CL 硬粘土 | 170 | 250 | 0,44 |
ML 低塑性粉土 | 230 | 350 | 0,16 |
CH 高塑性粉土 | 280 | 350 | 0,84 |
CH 含粉土层的软粘土 | 340 | 290 | 0,52 |
来自「理论 – 地基固结沉降分析– 固结沉降分析使用的参数」
Juan M.Pestana-Nascimento 教授（美国加州大学伯克利分校）提供了下列压缩指数Cc 参考值：
岩土体 | 压缩指数Cc[-] |
正常固结粘土 | 0,20 – 0,50 |
含粉土的芝加哥粘土（CL） | 0,15 - 0,30 |
波士顿蓝粘土（CL） | 0,30 - 0,50 |
Vickburgs 粘土- 裂成块状（CH） | 0,3 – 0,6 |
瑞典粘土（CL – CH） | 1 – 3 |
Leda加拿大粘土（CL – CH） | 1 – 4 |
墨西哥城粘土（MH） | 7 – 10 |
有机粘土（OH） | 大于等于4 |
泥炭土（Pt） | 10 – 15 |
有机粉土和粘质粉土（ML – MH） | 1,5 – 4,0 |
旧金山沉积土（CL） | 0,4 – 1,2 |
旧金山海湾粘土 | 0,7 – 0,9 |
曼谷粘土（CH） | 0,4 |
来自「理论 – 地基固结沉降分析– 固结沉降分析使用的参数」
另外，也有一些经验公式可以用于计算粉土、粘土和有机土的Cc 近似值，但是它们或多或少都只适用于当地情况：
岩土体 | 经验公式 | 参考材料 |
改性粘土 |
| Skempton 1944 |
粘土 |
| Nishida 1956 |
巴西粘土 |
| Cozzolino 1961 |
纽约粘土 |
| Terzaghi a Peck 1948 |
低塑性粘土 |
| Sowers 1970 |
台北粘土和粉土 |
| Moh a kol. 1989 |
粘土 |
| Pestana 1994 |
来自「理论 – 地基固结沉降分析– 固结沉降分析使用的参数」
压缩模量
不同岩土材料压缩模量Eoed 的建议取值范围如下表（prof. I. Vanicek: Soilmechanics）
岩土体 | 压缩模量 Eoed [MPa] |
碎石土 | 60 – 600 |
中密砂至密砂 | 7 – 130 |
粘性土 | 2 – 30 |
来自「理论 – 地基固结沉降分析– 固结沉降分析使用的参数」
压缩常数
压缩常数C 取值范围 (J.Šmek: Mechanika zemin)：
岩土体 | 压缩常数C [-] |
粉质黄土 | 15 – 45 |
粘土 | 30 – 120 |
粉土 | 60 – 150 |
中密砂至密砂 | 150 – 200 |
含砾砂土 | > 250 |
来自「理论 – 地基固结沉降分析– 固结沉降分析使用的参数」
压缩常数 C10
Arnold Verruijt (Soil Mechanics) 提供了下列压缩常数的值：
岩土体 | C | C10 |
砂土 | 50 – 500 | 20 – 200 |
粉土 | 25 – 125 | 10 – 50 |
粘土 | 10 – 100 | 4 – 40 |
泥炭土 | 2 - 25 | 1 - 10 |
来自「理论 – 地基固结沉降分析– 固结沉降分析使用的参数」
孔隙比
孔隙比e 的取值范围 (Braja M. DAS: Principles of Foundation Engineering)
岩土体 | 孔隙比e [-] |
级配不良的松散砂土 | 0,8 |
级配良好的密实砂土 | 0,45 |
含角状颗粒的松散砂土 | 0,65 |
含角状颗粒的密实砂土 | 0,4 |
硬粘土 | 0,6 |
软粘土 | 0,9 – 1,4 |
黄土 | 0,9 |
淤泥 | 2,5 – 3,2 |
冰碛土 | 0,3 |
来自「理论 – 地基固结沉降分析– 固结沉降分析使用的参数」
Janbu 参数
Janbu 模量m 和应力指数j 的建议值（参考Canadian Foundation Engineering Manual 1992）
岩土体 | Janbu模量m | 应力指数j |
超密实冰碛土至密实冰碛土 | 1000 – 300 | 1 |
砾石土 | 400 – 40 | 0,5 |
密实砂土 | 400 – 250 | 0,5 |
中密砂土 | 250 – 150 | 0,5 |
松散砂土 | 150 – 100 | 0,5 |
密实粉土 | 200 – 80 | 0,5 |
中密粉土 | 80 60 | 0,5 |
松散粉土 | 60 – 40 | 0,5 |
超硬粘土至硬粘土 | 60 – 20 | 0 |
中等硬度粘土 | 20 – 10 | 0 |
软粘质粉土 | 10 – 5 | 0 |
软海相粘土 | 20 – 5 | 0 |
有机粘土 | 20 – 5 | 0 |
泥炭土 | 5 – 1 | 0 |
来自「理论 – 地基固结沉降分析– 固结沉降分析使用的参数」
体积损失理论中沉降槽宽度系数和体积损失率的建议值
用于确定反弯点位置的沉降槽宽度系数k
土体或岩体 | k |
无黏性土 | 0.3 |
正常固结黏土 | 0.5 |
超固结黏土 | 0.6 - 0.7 |
泥板岩 | 0.6 - 0.8 |
石英岩 | 0.8 - 0.9 |
来自「理论 – 地层损失分析– 沉降槽分析」
体积损失率VL
施工方法 | VL |
全断面开挖法（TBM） | 0.5 - 1 |
新奥法（NATM或SEM） | 0.8 - 1.5 |
来自「理论 – 地层损失分析– 沉降槽分析」
建筑物破坏程度分析
张裂缝
水平拉应变（千分比）
水平拉应变（千分比） | 破坏情况 | 描述 |
0,2 – 0,5 | 微小裂缝 | 微小裂缝 |
0,5 - 0,75 | 小破坏 - 表层破坏 | 石膏材料上出现裂缝 |
0,75 – 1,0 | 较小破坏 | 墙身出现小裂缝 |
1,0 – 1,8 | 中等破坏 - 内部破坏 | 墙上出现裂缝，窗和门出现功能问题 |
1,8 – | 大破坏 | 承重墙和支撑梁出现明显的开口裂缝 |
来自「理论 – 地层损失分析– 建筑物破坏程度分析」
沉降梯度（差异沉降）
沉降梯度 | 破坏情况 | 描述 |
1:1200 - 800 | 微小裂缝 | 微小裂缝 |
1:800 - 500 | 小破坏 - 表层破坏 | 石膏材料上出现裂缝 |
1:500 - 300 | 较小破坏 | 墙身出现小裂缝 |
1:300 - 150 | 中等破坏 - 内部破坏 | 墙上出现裂缝，窗和门出现功能问题 |
1:150 - 0 | 大破坏 | 承重墙和支撑梁出现明显的开口裂缝 |
来自「理论 – 地层损失分析– 建筑物破坏程度分析」
相对扰度
结构类型 | 破坏类型 | 最大允许相对扰度Δ/l | |||
Burland和Wroth的建议值 | Meyerhof的建议值 | Polshin和Tokar的建议值 | ÈSN 73 1001的建议值 | ||
无筋承重墙 | 墙身出现裂缝 | 当 L/H = 1 - 0.0004 | 0,0004 | 0,0004 | 0,0015 |
承重结构出现裂缝 | 当 L/H = 1 - 0.0002 | - | - | - |
来自「理论 – 地层损失分析– 建筑物破坏程度分析」
局部破坏
结构类型 | 破坏类型 | 最大允许沉降梯度 | ||||
Skempton的建议值 | Meyerhof的建议值 | Polshin和Tokar的建议值 | Bjerrum的建议值 | ÈSN 73 1001的建议值 | ||
框架结构和钢筋混凝土承重墙 | 结构出现破坏 | 1/150 | 1/250 | 1/200 | 1/150 | |
墙身出现裂缝 | 1/300 | 1/500 | 1/500 | 1/500 | 1/500 |
来自「理论 – 地层损失分析– 建筑物破坏程度分析」
扩展阅读：
