研究沉管隧道的沉降问题,首先必须搞清楚引起沉管隧道沉降的原因以及沉降发生的内在规律.论文首先对收集到的二十余座国内外沉管隧道沉降实测资料进行了系统地整理分析,以深入了解沉管隧道沉降的根本原因与内在规律.研究表明,与其他建筑物相比,沉管隧道的沉降比较复杂,受到多种因素的综合作用.从内因方面来看,沉管隧道的沉降主要是由隧道基础层、回淤夹层、扰动土层的压缩变形特性以及地基土的卸载-再加载变形特性决定的;而从外因方面看,沉管隧道的沉降还受到潮汐作用、区域地下水位的下降、车辆周期性动荷载、地震荷载的影响.论文的第二部分内容是室内试验研究.根据沉管隧道基底压缩层的分布情况和受力特点,分别对沉管隧道的基础层、回淤土、扰动土以及原状地基土的变形性质进行了室内试验研究.所开展的试验工作以及取得的试验成果可归结为3大部分内容.试验的第一部分内容是饱和软粘土卸载—再加载变形性质的室内试验研究.从沉管隧道的施工过程不难看出,沉管隧道基底地基土层的变形是一个卸载回弹-再加载压缩变形的过程.考虑到应力路径对土体变形性质的重要性,论文首先采用Ansys有限元程序来分析沉管隧道施工过程中地基中各点应力状态的变化情况,并找出典型的应力路径,然后根据典型的应力路径进行了饱和软粘土的室内卸载一再加载固结试验.从试验结果来看,该次试验比较成功.试验结果不但可以解析沉管隧道地基土层发生再压缩变形的机理,而且可以直接应用于隧道地基的沉降计算.试验的第二部分内容是回淤土的物理力学性质试验.这部分试验主要包括泥浆在静水中的沉积固结试验和回淤土的固结试验.论文的第三部分内容是沉管隧道的沉降计算.沉管隧道的沉降计算主要包括最终沉降量的计算以及沉降随时间的变化情况两部分内容.从空间上看,沉管隧道的最终沉降量主要包括基础层的压缩变形和原状地基土的再压缩变形.对于基础层压缩量的计算,论文按施工过程将计算分成4种工况,并从理论计算、模型试验、工程实例三个方面讨论了各种工况下的基础垫层压缩量的计算问题.对于原状地基土的再压缩变形问题,由于隧道基底地基土中的应力在隧道完工后并非增加,相反还有所减小,所以按照传统的沉降计算方法已经不可行了.按照应力路径法的思路,根据地基土卸载—再加载固结试验的结果,并结合分层总和法,论文提出了沉管隧道地基沉降的计算方法,即先将地基土分成若干层,分析每小层应力路径的变化情况,并从试验曲线上选取相应的应变值,这样可以得到该小层的再压缩量,然后求和.