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文檔簡介

第二十二講土的固結學習內容一土的固結壓力二飽和土體的滲透固結三太沙基一維固結理論一、土的固結壓力前期固結應力pC：土在應力歷史上（固結過程中）所受到的最大有效應力。超固結比OCR：前期固結應力與現有的自重應力之比。

欠固結土在自重作用下引起地面沉降（1）正常固結土：OCR=1，土層歷史上經受的最大壓力為現有覆蓋土的自重應力；（2）超固結土：OCR>1，OCR愈大，土受到超固結作用愈強，其它條件相同，壓縮性愈低；（3）欠固結土：OCR<1，土在自重作用下還沒有完全固結，土的固結應力末全部轉化為有效應力，即尚有一部分由孔隙水所承擔，即pc<p1,如人工填土或新近沉積粘性土。一、土的固結壓力二、飽和土體的滲透固結（1）定義：飽和土體在壓力作用下，孔隙中水隨時間的增長逐漸被排出，同時孔隙體積也隨之減少的過程。（2）壓縮固結過程：

a）土體孔隙中自由水逐漸排出；

b）土體體積逐漸減少；

c）孔隙水壓力逐漸轉移到土骨架來承受，成為有效應力。

以上三方面為飽和土體固結作用，即排水、壓縮和壓力轉移。

（3）飽和土的有效應力原理在飽和土體中的某一點截取截面b-b，取其面積A，作用于A上的應力σ，由自重應力、靜水壓力及外荷載p所產生的附加應力組成，統稱為總應力。總應力的一部分由土顆粒間的接觸面承擔，為有效應力。另外一部分由超靜孔隙水壓力承擔，簡稱孔隙水壓力。飽和土的滲透固結過程就是孔隙水壓力向有效力應力轉化的過程，在任一時刻，有效應力σ’和孔隙水壓力u之和始終等于飽和土體的總應力σ.

需要注意的是，僅僅作用在土骨架上的有效應力才是影響土的強度和變形的決定因素。二、飽和土體的滲透固結（4）滲透固結力學模型:水彈簧模型

以彈簧模擬土骨架，圓筒中的水模擬孔隙中水；活塞模擬土的透水性，活塞上作用一定的壓力。

過程一：在活塞頂面驟然施加壓力的瞬間，圓筒中的水還未從活塞上的小孔排出，彈簧也沒有變形。因此彈簧不受力，壓力完全由水承擔。過程二：隨著筒中水不斷地通過活塞上的小孔向外面流出，使得活塞開始下降，彈簧逐漸變形，表明彈簧受力。此時，彈簧受力逐漸增大，筒中水壓力逐漸減小，但在此時彈簧和水受力的總和始終不變。過程三：隨著彈簧變形的增大，彈簧上承受的壓力越來越大。當彈簧壓力等于施加的外力時，筒中水壓力等于0，筒中水停止向外流出，表明土體滲流固結過程結束。三、太沙基一維固結理論一維固結：又稱單向固結，是指土中的孔隙水，在孔隙水壓力的作用下，只產生豎直一個方向滲流，同時土顆粒在有效應力的作用下，也只沿豎直一個方向產生位移。土在水平方向無滲流，無位移。此種條件相當于荷載分布面積很廣闊，靠近地表的薄層黏性土的滲流固結情況。三、太沙基一維固結理論

基本假設：（1）土層是均質、各向同性和完全飽和的；（2）土的壓縮由于孔隙體積的減少，土粒和水不可壓縮；（3）水的滲流和土層的壓縮僅在豎向發生；（4）水的滲流遵從達西定律；（5）滲透系數k和壓縮系數a保持不變；（6）外荷載一次瞬時施加。根據水流連續性原理、達西定律和有效應力原理，建立固結微分方程

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