案例61：考虑蠕变效应的软土地基填方工程

本案例为考虑蠕变效应的软土地基填方工程。模型取填方的一半进行分析（假设填方沿中线对称），填方分为两个工况阶段进行，每个工况阶段填筑2m，如图61.1所示。填方位于厚6m的软土路基上，软土位于厚4m的中砂上。填方部分和砂土均设置为「总是排水」的「Mohr-Coulomb材料」，即不产生超静孔隙水压力。黏土采用「Modified Cam Clay」材料，该材料模型包含了和蠕变相关的选项。本案例对地基中有排水板和没有排水板的情况下蠕变效应的大小进行了分析（如图61.1所示）。案例中采用了4种不同的蠕变比率：μ/λ=0 (没有蠕变), 0.02, 0.05和0.1。这些都是无机软黏土中常见的代表值（Mesri and Castro 1986）。

图61.1 无排水板的填方工程

图62.2 有排水板的填方工程，排水板采用「特性」界面中的「固定超级孔隙水压力」工具模拟

61.1 无排水板

图61.3中给出了无排水板情况下分析得到的填方顶面中点的竖向沉降和时间的关系曲线。

图61.3 填方顶面中点的竖向沉降

和预想的一致，随着μ/λ的增大，最终沉降也增大，且主固结沉降（μ/λ = 0时）完成后，沉降仍然继续，直到达到150天左右沉降才基本完成。

61.2 有排水板

同样以150天作为固结分析的目标，可以发现添加排水板后，蠕变效应更加明显了。从图61.4中可以看出，当 μ/λ = 0.05 时，没有蠕变的主固结阶段相对于没有排水板时，在沉降发生后很快就完成了，但是此后沉降随着时间的推移依然在发生。事实上，同样在理论上，蠕变是无限发展的，虽然蠕变速率会越来越小（详见材料手册）。

图61.4填方顶面中点的竖向沉降

图61.5中给出了上述两种情况下最终阶段的沉降情况。

图61.5 当前工况阶段的沉降量|∆u|(cm)（变形比例系数为5）