地基沉降是地基基础设计的校核标准，对建筑工程、高等级公路、铁路、机场等工程尤其重要，有时甚至决定着这些工程的成败。工程实践表明，大多数工程事故皆由地基变形过大或不均匀所造成，高速铁路、地下工程对土的变形是厘米级、甚至毫米级的精度要求，高速铁路的成败在于沉降，这些现代工程对地基的沉降计算提出了更高的要求。近年来，人们对土力学强度和稳定问题的研究都有突破，对地基变形的研究却少有进展。各种沉降计算理论获得的计算结果与实测值总是相差很大，地基沉降至今也没有一个令人满意的计算方法（陈祥福[1]，2004）。

以砂土地基为例，为了检验砂土地基各种沉降预测方法的准确性， Briaud和Gibbens [2]（1994）对美国德州农工大学（Texas A&M University）校园内的一片均质砂土地基场地（长18m×宽12m）进行了细致的地质勘察与现场原位测试，并做了5个不同尺寸基础（Spread Footings）的加载试验，然后组织了一次著名的国际地基沉降问题研讨会，要求参会成员根据所提供的基础尺寸、土工试验及各种原位测试成果预测：1）各基础沉降分别等于25mm和150mm对应的荷载Q25及Q150（荷载作用时间为30min）；2）Q25在作用1min~30min时间内产生的沉降增量Δs；3）3m基础在Q25作用20年后（2014年）发生的沉降s2014。来自世界各地的31名岩土工程专家学者提交了各自的预测报告， Briaud和Gibbens对这些报告进行了分析总结，得出的结论令人失望：没有人能对所有基础得出误差小于20%的预测，基础的Q25预测与测试值之比介于0.07~ 1.73之间，平均被低估了27%，而Q150的预测与测试值之比介于0.12~3.34之间。31份报告采用的分析方法有22种之多，其中Schmertmann（1970, 1978）、Burland 和Burbidge（1985）提出的方法及有限元法使用最多。Lee & Salgado（2002）[3]、Sargand et al.（2003）[4]及Brian Anderson et al.（2007）[5] 等也根据基础加载试验结果进行了类似的验证分析。

验证结果表明：各种砂土地基沉降预测方法存在着明显的缺陷：地基容许承载力常被低估，而沉降往往被高估。

大量工程事故分析表明：绝大多数事故皆由地基变形过大或不均匀造成。地基基础按变形控制设计的原则在我国工程界早有共识，我国《建筑地基基础设计规范 GB50007-2002》就明确规定了设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形进行设计。但采用各种地基沉降分析方法获得的预测结果与实测一致的情况极为罕见，以我国广为采用的地基规范法（规范修正公式）为例，沉降计算结果常常是实测沉降的几倍，其准确性和可靠性还远不能满足现代工程按地基变形的设计要求。

1 地基沉降分析方法回顾

地基变形的计算方法有弹性理论法、分层总和法、应力历史法、Skempton-Bjerrun法和应力路径法[6]，国内路基及其它工程采用的地基沉降计算方法主要有三大类[7]：

经典的分层总和法

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