3　不均勻沉降分布的規律

3.1　不均勻沉降在平面上的發展規律

圖1、圖2、圖3分別為開始堆載31周、42周和53周時根據沉降監測數據模擬的現場云圖；圖4為堆載75周后，P2、P3、S11、S12沉降穩定后（平均沉降速率小于1mm/d）時的云圖。對比圖1、圖2、圖3、圖4可以得出，整個場地的不均勻沉降是一個各點沉降量不斷分層次的過程，各點的沉降差不斷加大，總體上沒有出現沉降由小變大的情況。圖5為根據P2跑道中兩排沉降觀測點中的一排（圖2中黑色直線段）各沉降監測點從當年5月到次年1月擬合的沉降曲線，從中可以看出不均勻沉降的分布和變化與云圖是一致的。也就是說，從堆載初始階段到沉降穩定階段，場地中沉降量在平面上的分布趨勢基本上是一致的。

3.2　沉降量與淤泥厚度的關系

本文選取圖3中的36個監測點和補充勘察點重合的點來說明沉降量與淤泥厚度的關系。

（1）從圖6中可知各監測點總沉降量與淤泥厚度之間的相關性是不明顯的，其原因在于兩方面：一是場地中淤泥性質相差比較大；二是各監測點的固結度不同。由于場地中沉降已經達到穩定狀態，可知固結度相差是有限的，淤泥性質相差比較大是總沉降量與淤泥厚度相關性不明顯的主要原因。

（2）從圖7中可以看出雖然折線有起伏，然而趨勢上單位荷載在單位厚度淤泥中產生的沉降量是隨著淤泥厚度的增加而遞減的。

（3）根據土力學沉降計算原理可知，在土的性質相近的情況下，沉降與土層厚度呈現正相關關系；根據土的分布規律可知，平面上兩點土的性質的差異性是隨著平面距離的增加而增加的。結合上一段和3.1節可以得出經驗：場地局部沉降與淤泥厚度呈正相關關系，超出一定距離后（本工程為600～800m），沉降與淤泥厚度將不具備相關性；整個場地中，單位荷載下單位淤泥厚度產生的沉降總體上隨著淤泥厚度遞減。

3.3　沉降發展過程的一些現象和規律

選取36個點中的6個點來說明沉降過程中的一些現象和規律。圖8～圖13中為6個監測點的加載和沉降過程，各點淤泥厚度為：P2-4，1.5m；P2-8，13m；P2-12，12.5m；P3-4，2.5m；P3-8，12m；P3-20，2m，即淤泥厚度2m左右的選取3個點，12m左右選取3個點。根據6個監測點堆載與沉降圖可得：

（1）在本工程中，沉降曲線都是由不規則的分段曲線組成的，場地在單級荷載堆載完成后發生的沉降變化與室內壓縮試驗相差很大。

（2）堆載過程中的擾動現象：①第一級堆載（砂墊層0.5m）6個監測點都有不同程度的擾動，淤泥厚度小的3個點擾動相對比較大（隆起現象比較明顯），淤泥厚度大的3個點也有隆起現象，但隆起高度沒有超過沉降量。②隆起現象大多發生在堆載前后的時間內，受施工進度和堆載方式等因素影響，類似的擾動現象是不可避免的。③堆載完成后，根據土力學固結理論，應該是一個沉降速率不斷下降直至地基穩定的一個過程，本工程觀測到的現象是一個總體沉降，階段沉降與隆起不斷反復的過程。也就是說，堆載完成后，由于淤泥的流塑性和性質的差異性，淤泥層仍然存在著一個受力與變形不斷協調達到平衡的過程。

（3）在沉降過程中，一級荷載堆載完成后，監測點會有比較大的沉降，且整個沉降過程中，這部分沉降所占的比例從圖上看為1/4～1/2，而后進入相對穩定的狀態（淤泥厚度較小的監測點沉降圖中顯示為一條水平的線，淤泥厚度較大的監測點則顯示為沉降速率比較穩定的斜線或沉降速率逐步變小的曲線）。本研究認為，淤泥的固結過程可以分為兩個階段：

一是土骨架組合階段（對應荷載堆載后瞬時沉降階段），高含水量的淤泥，其土骨架的作用很小，不能承受荷載，導致瞬時沉降過大；二是土骨架與孔隙水共同承受荷載階段（對應相對穩定狀態），超孔隙水壓力逐步減小，淤泥完成固結。