5.2.1 软土地基沉降的机理
软土在受到外力的影响时，发生沉降现象一般包括三个过程（可见图5-8）。第一个过程是软土在瞬间负重时形成的瞬间沉降值。瞬间沉降值因为软土还没有出现体积上的改变，因此产生是很快的。
图5-8 地基沉降的三个阶段
这属于一个理想的定义，虽然沉降非即可出现，不过一般可以忽视水从软土中流出来，它的体积是恒定的，不过负重导致软土形成了剪切力变化。之后在受力的影响下孔隙中的水分能够流出来，软土间的颗粒越来越近，有效应力变大，这样土就会出现体积减小Sc。由于地基系数出现沉降问题，水流速也会因为软土的孔隙水压力、透水性与负重等影响导致改变，这类的变形属于固结变形，相对的是主固结沉降的情况，属于软土压缩过程中的一个环节，即第二个过程。如果软土的负重力均由软土颗粒来支撑的话，一般会由孔隙水压力的分散导致水流速减少，最后孔隙水压力为零时形成固结的有效应力形态。软土的排水固结实现之后，还会受到软土变形的影响出现变化，通常是因为软土颗粒蠕变引起的，即次固结或蠕变性沉降。
在对软土的压缩研究时发现，当孔隙水压力消失之后，压缩现象还会继续下去。其中图5-9是常规的压缩曲线，纵坐标是压缩仪器上测量出来的数值d，也就是软土的压缩大小，横坐标是时间，选取它的对数坐标。根据曲线来看，点A这个位置说明孔隙水压力检测不到，也就是孔隙水压力为零，这个时候有效应力p′和所承受的负重大小一样。当A t≥t时，p′固结不变，压缩现象消失。不过在A点之后压缩情况还会延续一段时间。也就是在软土的排水固结实现之后，孔隙水压力消失，不过软土还会出现沉降现象，软土依旧会出现变形，通常来看是因为软土颗粒蠕变造成的次固结沉降现象。在这个过程当中，其实也存在很弱小的超孔隙水压力，不过因为这个次固结沉降现象比较弱小，水流速也很小，那么超孔隙水压力是检测不到的。因此，次固结沉降的位移大小和孔隙中水溢出的速度及软土的厚度没有直接的联系。蠕变的沉降比较明显，通常是由于微小的有机物质即主固结导致的现象。(https://www.daowen.com)
图5-9 压缩曲线
软土最终沉降位移是软土地基在受到负重时，软土表面发生位移，一直到稳定时出现的位移大小，它属于构建稳定性研究的基本数据。我国的软土面积很大，分布很广，随着社会经济的发展，在软土上建设铁路的现象越来越多。一般山岭地区铁路的建设造价很大，技术成分很高，所以对地基变形和稳定性的要求是非常苛刻的；不过软土的强度差，渗透性弱，压缩现象明显，灵敏度大，变形位移多，这给公路建设带来了很大的麻烦。所以，软土地基沉降计算是一个非常重要的问题。
一般常见的计算软土沉降位移的方法包括分层计算法、理论公式计算法、数据研究法、经验公式法等。像分层计算法是比较方便的，不过精确率不是很高；Terzaghi 理论公式计算方法尽管理论比较贴切实际，不过应用范围窄，涉及的参数比较凌乱，因此应用不多；对于数据研究法来说，它的理论研究是非常仔细的，不过模量指数的测试影响很大，也是影响精确率的主要因素，而且在计算过程中需要掌握较高的技术，对工作人员要求比较苛刻，运用起来有很大的困难；经验公式计算法一般是利用地方经验来进行计算的，它的实用性不是很好，还需要进一步改善。所以，利用神经计算机方法对软土地基沉降位移进行估算是比较合理的。神经计算机方法针对非线性情况，是有一定的优势。可以利用完善的非线性映射作用，结合具体资料对非线性软土结构做模型设计。通常研究思路是这样的，需要利用神经计算机法构建一个沉降影响要素和沉降位移间的非线性曲线，然后把待测位置的具体影响沉降指数输入到计算机中，就可以计算出具体的沉降位移。
引起地面沉降的因素包括地质环境因素和人类工程活动因素两大类。地面沉降可以由单一因素引发，但许多情况下是几种因素综合作用的结果。在诸因素中，人类工程活动因素常起着重要作用。除新构造活动等地质营力造成的地面沉降外，引起地面出现不均匀沉降的主要内因是软土层分布及其物理力学性质的差异，附加应力的分布、地基处理不当、地下水位的变动等因素是引起地面出现不均匀沉降的外在诱因。软土地基不均匀沉降导致建筑物上部结构开裂、倾斜、倒塌以及道路路面的扭曲变形，不仅带来巨大的经济损失，甚至危害到人民的生命安全。