软土结构性对次固结系数的影响_张先伟
天津软土的结构性及其对工程特性影响的研究
天津软土的结构性及其对工程特性影响的研究摘要：土结构性对工程特性具有重要影响。
通过内、外因对天津软土结构性的成因进行分析以及单向固结试验、直剪试验和常规三轴固结不排水试验,对天津地区典型淤泥质软土试验结果的分析,系统对其结构性引起的压缩特性、剪切特性、孔压特性以及强度特性进行研究,以分析结构性对天津软土工程特性的影响关键词：天津地区淤泥质土结构性成因工程特性0 引言土结构性的概念最早由Terzaghi在1925年提出，它是指土中颗粒或土颗粒集合体以及它们之间的孔隙大小、形状、排列及联结等综合特征，表征天然土所具有的结构强度特性。
绝大多数天然土都有一定的结构性，但由于成因和所在环境不同,土的结构性存在较大的差异，因此各地区土的工程特性也不同。
土结构性研究的重要性正越来越受到学者们的认同，其不仅对认识黏土特性和本构模型方面具有重要的理论意义，而且对指导工程勘察和工程实践也具有实际应用价值。
因此，沈珠江院士将它称为21世纪岩土工程学科发展的核心问题[1]。
本文在分析天津地区软黏土结构性的形成原因的基础上，结合室内土工试验方法，系统研究结构性对压缩特性、剪切特性、孔压特性以及强度特性影响的差异，并就天津软土本构模型研究方面提出一些应考虑的问题。
1 天津软土结构性成因1.1 内因软土结构性主要受土中矿物成分影响，黏土中不同的矿物成分及其含量都会影响黏土的结构性尤其是黏土中存在高岭石等膨胀性黏土矿物时，膨胀和收缩会导致土结构性的消失和减少，其他矿物成分也会影响其结构性。
土中水的性质和成分也会对土的结构性产生影响。
对软土而言，由于黏土比表面积很大，土中液相对其性质影响也很大。
液化通过物理和化学作用来改变土颗粒之间以及土中固、液相之间的相互作用从而改变其结构性[2]。
此外,土的沉积过程对土体的结构性形成有较大的影响。
土在沉积过程中，若形成絮凝结构则可能形成结构性强的欠压密土；若形成散絮结构，则土体结构性不会太强。
湛江强结构性黏土的物理力学性质指标及相关性分析
湛江强结构性黏土的物理力学性质指标及相关性分析张先伟;孔令伟;郭爱国;拓勇飞【摘要】湛江黏土具有较强的结构性,结构性对土的力学特性影响不容忽视.对湛江黏土的物理力学指标的相关性和变异性进行统计分析,建立重要指标间的关系经验公式,这可为湛江地区地基基础可靠性设计的参数选取提供依据.结果表明,湛江黏土富含黏粒、黏土矿物含量高、含胶凝状的有机质成分、强胶结特性以及片状颗粒为主的絮凝结构是导致其具有不良物理性质和良好力学特性指标的根本原因.不同区域黏土的力学指标空间变异性较大,但物理指标变异性较小.e-ω、ωL-ω、ωL-e、α1-2-e关系具有线性相关性,但相互关系明显不同于其他地区黏土特征,因此,工程设计中不能简单借鉴其他地区黏土经验公式.%The Zhanjiang clay has noticeable structures of effect to the soil's mechanical characteristics can not be neglected. This paper presents the relevance and correlation analysis on the physical and mechanical indexs of Zhanjiang clay. Furthermore, empirical formula of indexes' relations are established. The results show that the basic reasons for poor physical properties and good mechanical properties of Zhanjiang clay are high clay content,clay minerals, gelatinous organic matter,strong adhesive bonded connection and flocculated structure of flaky grains. The spatial variability of clay mechanical index in different regions is substantial. But,the spatial variability of cla physical index is small. The e-ω、ωL-ω、ωL-e,a1_2-e relationship are linear correlations that are significantly different with other clays in China. Accordingly it can not use the empirical formula developed from other local clays for engineering design. The results presented in thispaper provide the basis of reliable design parameter selection for the Zhanjiang area clay foundation.【期刊名称】《工程地质学报》【年(卷),期】2011(019)004【总页数】8页(P447-454)【关键词】湛江黏土;强结构性;物理力学指标;相关性【作者】张先伟;孔令伟;郭爱国;拓勇飞【作者单位】中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071;中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉430056【正文语种】中文【中图分类】TU411湛江位于广东省西南部，包括雷州半岛全部和半岛以北一部分。
软粘土次固结系数变化特性的试验研究
[ 1]
3 4 3 4 5
术 , 2003, 01- 0034 - 05 . [ 2] 钱家欢 , 殷宗泽 . 土工原理与计算 [ M ] . 北京 : 中国 水利水电出 版社 , 1996 , 178- 189. [ 3] [ 4] 陈晓平 , 朱鸿鹄 . 软土变形时效特性的试验研究 [ J] . 岩石力学 与工程学报 , 2005 , 24( 12 ), 2142 - 2148 . M esr,i G. & Castro. The C /C s concept and go during secondary com p ress ion [ J ] . J . G eoteh E ngg, A SCE I12 , 1987 , ( 3 ) : 230 247. [ 5] 雷华阳 , 肖树芳 . 天津软土的次固结变形特性研 究 [ J] . 工程地 质学报 , 2002 , 10( 04 ).
[ 1]
: 麦斯瑞 ( M esr,i 1973)、 拉德和福 特 ( L add and S = S / lg t C = e / lg t = C / ( 1 + e)
0 i
图 1 次固结系数 C a 的求法图
Foot, t 1977) 等: ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) ( 5)
2 试验介绍
[ 2] [ 3]
[ 4]
图 2 D 9观测 点累积沉降量预测值与实际值比较
[ 5]
最大沉降量是否满足安全要求, 分析结果能为建设 施工和安全管理提供重要依据。本文所介绍的沉降 监测方案与观测方法是多次工程实践经验的总结 , 观测实施严格按照规范标准 , 监测技术具有一定的 指导性。 ( 2) 通过线性插值将观测获得的监测点非等时 距沉降值转化为等时距沉降数据序列 , 再运用 GM ( 1, 1) 灰色预测模型进行 建模分析。 结果显示 , 监
软土抗剪强度与固结度关系的试验研究
验 。其主要目的在于测定土样在不同压力作用下 , 2. 2 试验方法
固结 度 分 别 达 到 U = 10 % , 20 % , 30 % , 40 % , 60 % , 80 %和近似完成主固结 ( U≈100 %) 所需
1) 考虑到土质较软 ,固结压力分别取 pi = 50 , 100 ,150 ,200 ,250 kPa 。
行了不同固结度或不同加载条件下软土的固结变 形 、渗透及强度特性的试验研究 , 得出软土固结过 程中强度特性 、渗透系数等的变化规律 , 而三轴试 验费时 、费力等缺陷有时难以适应施工现场的需 求 。因此 , 深入细致地开展方便 、快捷的直剪试验 对软土的抗剪强度指标与固结度关系的研究 ,对软 土路基的信息化施工具有指导意义 。本文通过大
16. 28
17. 79
p = 200 kPa
c/ kPa
φ/ (°)
11. 20 9. 68
9. 13 9. 15
10. 09
9. 87
11. 96
13. 94
10. 64 10. 33
14. 17 18. 57
18. 53
18. 82
表 1 原状土物理力学性质指标
Table 1 Physical and mechanical parameters of undisturbed sample
试验值
w
ρ
/ % / (g/ ·cm - 3)
43. 3 1. 755
wp 24. 1
wL 47. 6
Ip
IL
ds
23. 5 0. 817 2. 64
随着我国高等级公路建设的迅速发展 ,在软土 地区 ,公路设计和施工遇到了一些关键性的技术问 题 ,为保证软土路基的安全填筑 , 实际工程中多采 用分级填筑的方法 ,其理论依据是软土地基的抗剪 强度随固结度增长而增长 ,但其增长规律却受土层 条件 、加载方式 、加载时间等因素的影响 ,目前对此 研究甚少 。文献 [ 1～6 ]中均采用三轴试验装置进
软土次固结系数的试验研究
软土次固结系数的试验研究软土是指一种容许有机物质并具有易湿润特性的土壤，在建筑工程中被广泛应用。
随着大规模土地利用和城市化进程的加快，软土地区的工程建设发展迅速，使软土的工程性质受到广泛关注。
而在软土基础设施工程中，软土次固结系数的研究是一个非常关键的课题。
软土次固结系数是指在不改变其他物理机械性质的情况下，通过一次压实试验，将软土表格层的土壤从初始湿度向增重湿度调节的过程中，每次的压实度与湿度之间的从旧状态到新状态的变化率。
通过测定软土次固结系数，可以有效地判断软土次固结状态，从而为软土设计提供有效参考依据。
为了研究软土次固结系数，我们对一个软土片层进行了试验研究，以探究土壤次固结特性和次固结系数变化规律。
试验步骤如下：1、对软土样本进行水分和机械分析，分析其物理机械性质，评价其用在工程中的适用性；2、用相应的设备进行压实性试验，测量软土样本的初始湿度，每次压实度和湿度，记录压实度和湿度之间变化率；3、绘制压实度湿度关系曲线，拟合曲线，计算出软土次固结系数；4、观察软土次固结过程中的变化规律，总结出软土次固结的特性和表现形式；研究结果表明：在同一软土样本的不同湿度和压实度条件下，软土次固结系数有一定的变化规律。
当湿度从25%增加到35%时，软土的次固结系数以5.5%的速度递增，在35%湿度之后，软土次固结系数达到最大值，并有所下降；当湿度大于35%时，次固结系数下降较慢，受压实度的影响较小。
软土次固结系数的试验研究表明，软土基础设施工程中，在相同压实度、湿度和基本物理机械性质的情况下，软土的次固结系数也会发生一定的变化，这些变化与软土水分含量有关，而水分含量则决定了软土的次固结状态，一般情况下，当软土的湿度大于35%时，软土的次固结状态会出现明显的降低。
从研究结果可以看出，软土次固结系数的变化规律与随时间和湿度变化而发生变化，因此，精确测定软土次固结系数，对于工程地质勘察和设计尤为重要。
以上研究表明，对于软土次固结的研究成果是非常宝贵的，它为软土工程设计提供了可靠的参考依据，为避免软土基础设施工程的失败、破坏和延误提供了有力保障。
软土主次固结划分及影响因素探讨
软土主次固结划分及影响因素探讨雷华阳;王学超;丁小冬;刘景锦;陈丽;张文振【摘要】Division of primary-secondary consolidation is one of the key problems of prediction and analysis foundation deformation of soft soil correctly and taking effective engineering measures.A series of one dimensional compression secondary consolidation tests and three-dimensional secondary consolidation tests are performed by using unidirectional consolidation apparatus and triaxial shear apparatus for the typical soft soil in Tianjin.Load, pore ratio and pore water pressure,volume strain and time relationship are obtained.The test results show that:the division point of primary-secondary consolidation should be before the pore water pressure dissipation completely.A new method according to the strain rate and strain curve to differentiate the primary and secondary consolidation is founded.And the new method is suitable for all kinds of load.Primary consolidation time is prolonged along with increasing sample height while shortened along with the strengthening of drainage condition.With the increase of the load level,primary consolidation time is prolonged.When the load is less than the structure yieldstress,the division of the primary-secondary consolidation is less affected by load ratio.While the load is greater than the structure yield stress,the primary consolidation time is prolonged along with the increase of load ratio.The ratio of the primary consolidation strain and the total strain after preloading is increased 30.7%than that of no preloading. Theratio increases along with the increase of the preloading load.%主、次固结的划分是正确预测和分析软土地基变形并采取有效工程措施的关键问题之一。
软土次固结问题新进展
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赵维炳，施建勇（1996）提出用天然含水量估计次固结系数Ca。
C a = 0 .0 1 8 W
C Sekiguchi（1988）提出用塑性指数Ip来表达Ca。 a = 0 .0 0 1 6 8 + 0 .0 0 0 3 3 I p
白冰，周健等（2001）通过收集到的国内的一些资料给出了Ca估计表达式。
C lg （ ti +t ti ） e =
t i = tc (
pc pi
C c -C e
)
C
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陈晓平等（2005）通过一系列室内试验提出土体的变形过程实际是 固结和蠕变共同作用的过程，次固结实际上是主固结完成后的蠕变 变形。他们提出次固结系数与应力历史有关，因OCR成规律性变化 余湘娟等（2007）在殷宗泽研究的基础上考虑了正常固结土中固结 压力对次固结沉降量的影响。他们对等时e-lgp曲线进行修正，用斜 率随荷载减小的曲线代替平行线。
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仪器设备
次固结问题研究热度不高 次固结问题影响因素过多 理论缺乏，机理不明确
不同于太沙基一维固结理论与 次固结与粘土矿物成份和物 比奥固结理论能够很好的解释与 虽然次固结问题已经提出了 理 化学环境有关。固结压力， 很长时间，但是研究热度一直 近似计算土体的固结问题，土体 加荷比，超固结比，孔隙比等 不高。主要是因为次固结一般 产生次固结变形的机理研究至今 多 种因素均对次固结系数有 在软土中比较显著，而工程中 还没取得一致意见。目前也没有 影响。在试验研究时，很难同 对软土地基一般都会进行处 一个为大家所公认的次固结理论。 时考虑多方面因素，从而试验 理，所以对次固结变形计算 由于没有善理论的指导，绝大 结果和结论通常比较片面。并 要求不高从而次固结的研究缺 多数的研究仅局限通过试验得出 且目前关于次固结沉降的大多 乏动力。 若干规律或经验公式，没有有效 数研究仍局限在一维情况。 的成果出现。
软土结构性对土体力学特性的影响
软土结构性对土体力学特性的影响摘要：对软土进行高压固结试验，揭示软土结构对土体力学特性和土体变形的影响，试验结果表明在固结压力相同的情况下，重塑土的竖立变形量大于原状土的竖向变形量，原状土的先期固结压力大于重塑土的先期固结压力，原状土的压缩模量大于重塑土的压缩模量，原状土的压缩系数小于重塑土的压缩系数，压缩模量、压缩系数和固结压力满足乘幂关系。
测得了该软土的灵敏度，软土的结构分类等级灵敏。
关键词：软土结构性；土体结构；力学特性1前言土体的结构性指的是土的物质组成在空间中的排列和土颗粒间的联接特征；土的物理力学性质是微细结构状态的总体反映，是多种结构因素共同作用的综合表现。
天然沉积的软土具有结构性和结构强度，高孔隙度组构受到不大于结构屈服应力的作用时能够保持原状结构不变；受到大于结构屈服应力的作用时，高孔隙度的组构遭受到破坏，孔隙的分布发生了明显的变化，土体的宏观力学性质也随之变化。
所以，土体的结构性对土的工程特性有明显影响。
土体的力学特征指的是土体受到外力影响下呈现出来的物理力学特征，它是由许多力学指标来进行衡量，一般经常用到的力学特征指标有：先期固结压力、竖立变形量、压缩模量、压缩系数、灵敏度等。
下面分别进行说明。
（1）先期固结压力指的是土体承受到的最大的固结压力，又称为前期固结压力，一般通过卡萨格兰德作图法可以获得。
（2）压缩模量指的是在完全侧限情况下，如果土体的应力变化较小，则应力增量和应变增量正相关，两者的比值就是压缩模量，又称为侧限压缩模量，压缩模量可以判断土体的压缩性，也是计算地基压缩变形量的指标。
（3）压缩系数反映土体压缩性的大小，如果土体压力增大之后，孔隙比会减小，压力变化区间不大时，用割线的斜率来表示土体受到压力时的压缩性，这个斜率便是压缩系数。
一般压缩系数越大，土体的压缩性越强。
（4）灵敏度指的原状土和重塑土的无侧限抗压强度的比值，一般用来衡量粘性土的结构对于土壤强度的影响。
软黏土次固结系数影响因素试验研究
软黏土次固结系数影响因素试验研究袁明月;张福海;施海建【摘要】为探究沿海地区深厚软黏土次固结沉降问题,对杨林船闸原状淤泥质土进行6组常规一维固结试验.得到孔隙比随时间变化曲线、孔隙比随固结压力变化曲线、次固结系数随固结压力变化曲线.结果表明:原状样的次固结系数随固结压力的增加先变大后变小,随着加荷比的变大而变大;预压处理可以有效地降低次固结系数,且当固结压力较小时预压对降低次固结系数的效果尤为明显.%This paper bases on a number of one-dimensional consolidation test of six original samples in Yanglin shiplock,and the settlement of deep soft ground in the coastal areas is investigated.The laws of void ratio with the time and the consolidation pressure and the laws of secondary consolidation coefficient with consolidation pressure are described. The results show that the secondary consolidation coefficient of the original sample increases and then decreases with the increase of the consolidation pressure,and it becomes larger with the increase of the load ratios. Besides,we find the preloading can reduce the secondary consolidation coefficient effectively,and it is obvious that the preloading can reduce the secondary consolidation coefficient with a smaller consolidation pressure.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2018(036)002【总页数】5页(P210-214)【关键词】软黏土;次固结系数;加荷比;预压处理【作者】袁明月;张福海;施海建【作者单位】河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,南京210098;河海大学江苏省岩土工程技术中心,南京210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,南京210098【正文语种】中文【中图分类】TU411.5我国东南沿海地区土层为河相、海相或泻湖相沉积层，这些沉积层多为欠固结的软黏土层，且土层的深度和厚度均较大.该土层具有孔隙率大、含水率高、渗透性差、压缩性大、灵敏度高和天然强度低的特点［1-5］.随着城市资源的日益紧张，越来越多的城市再建过程中将原有水域填平，然后在深厚软土层上发展新的城市功能区.殷宗泽［6-10］等提出，软土次固结不仅与时间有关，与荷载也相关，并提出了基于相对时间坐标系的e-lgp曲线法计算次压缩量，但对于荷载如何影响次压缩系数并未进行深入探讨.软土一般具有结构性，加荷比会对结构性软土压缩特性有很大的影响［11-15］.但是目前对于深厚软土层的沉降问题尚没有形成完整的理论方法，尤其在次固结沉降的研究上更是存在一定缺陷.这使得城市在建设过程中出现了新的未能预测的沉降问题.因此对于深厚软黏土层次固结沉降的精确计算和减小次固结沉降量成为一个迫在眉睫的任务.工程上常常采用堆载预压、真空预压来加固软基，以减小工后沉降［16-19］.本文尝试运用室内试验的手段得到加荷路径对软土次固结特性的影响，为实际沉降量的计算和施工过程提供指导.1 试验方案本试验采用杨林船闸地基下深度为4.5 m处的淤泥质土原状样进行室内一维压缩试验.试样直径为6.18 cm，高度为2 cm，仪器选用单轴压缩固结仪.所取原状土样的基本物理性质指标如表1所示.表1 淤泥质土基本物理性质Tab.1 Basic physical property of sludge soil天然含水率/%55.1孔隙比1.39塑限/%25.3液限/%51.9塑性指数26.6比重2.67黏粒含量/%56有机质含量/%3.08土质类型CH为减少温度对次固结影响，试验场地设置在20℃左右的地下室.试验组采用常规分级加载试验，每级荷载在上一级荷载作用稳定的情况下施加，得到不同应力水平下的蠕变曲线，其中下一级荷载通过砝码一次施加到试样上面.固结稳定的判别标准为土样在24 h内的竖向变形量小于0.01 mm，详见表2.表2 常规一维固结试验加载过程Tab.2 Original one-dimensional consolidation test of loading process组号时间间隔1 2 3 4 5 6加荷等级/kPa 25-50-100-200-400-800-1600 25-50-75-100-150-200-300-400-600-800-1600 25-100-400-800-1200-1600 25-50-100-200-400-800-1600 200 kPa预压24 h卸载回弹待稳定后加载25-50-100-200-400-800-1600 400 kPa预压24 h卸载回弹待稳定后加载25-50-100-300-600-900-1200-1600正常加载（按变形量小于0.01 mm为准，加载下一级）约3～5 d2 次固结系数影响因素分析次固结系数定义：式中：t1为主固结结束时间，t2表示计算次压缩量的时刻；e1、e2为t1、t2时刻对应的孔隙比.2.1 次固结系数与固结压力关系本文通过试验，次固结系数Ca与固结压力p之间的关系曲线如图1所示.由图1可见常规一维固结试验次固结系数Ca随固结压力的增加表现出先变大后变小的性质.当试样没有进行预压时，固结压力小于100 kPa时，次固结系数Ca随着固结压力p的变大而变大.固结压力大于100 kPa时，次固结系数随着固结压力p的变大而变小，但减小趋势相对较慢.次固结系数在固结压力为100 kPa的时候取得最大值，maxCa=0.021.对于预压200 kPa荷载实验组，次固结系数随着固结压力p 的变大而变大，当固结压力大于200 kPa时次固结系数随着固结压力p的变大而变小，但变化的趋势明显相对较慢.次固结系数在固结压力为200 kPa时取得最大值maxCa=0.011.对于预压400 kPa荷载试验组，次固结系数Ca随着固结压力p 的变大而变大，当固结压力大于200 kPa时次固结系数Ca随着固结压力p的变大而变小，但变化的趋势相对较慢.次固结系数Ca在固结压力为200 kPa的时候取得最大值maxCa=0.009 8.当荷载达到1600 kPa时试样预压与否最终达到的次固结系数大小接近.说明当固结压力很大时预压对于软土次固结减小的效果相对较小.当固结压力较小时，土样为超固结土，结压力越大，土体就越容易打破原来的平衡，产生相互的移动，随着土体中孔隙水的不断排出，颗粒骨架重新排列，颗粒间结合水膜变薄、颗粒间距离减小的程度变大，宏观上表现为次固结系数随固结压力的变大而变大的性质.这点与余湘娟［20］得到的结论类似.当荷载较大时，土样成为正常固结状态，试样主固结所达到的孔隙比较小，试样变地密实，并且试样不可能无限的压缩，当试样很密实时土样的压缩性大大减小，因此当固结压力较大时随着固结压力的增加次固结沉降量、次固结系数表现出降低的性质.图1 固结压力与次固结系数关系曲线Fig.1 Relation curves between consolidation pressure and secondary consolidation coefficient2.2 次固结系数与加荷比关系加荷比PCR定义为下一级固结荷载施加增量与加荷前固结压力的比值，即PCR=ΔP/p.设置控制加荷比不同情况下的对比试验，得到不同加荷方式下次固结系数随加荷比变化曲线.这里不考虑预压情况，即不考虑组号4和5.试验结果如图2所示.图2 不同加荷方式下次固结系数与固结压力关系曲线Fig.2 Relation curves between consolidation pressure and secondary consolidation coefficient under different load ratios由图2可见，常规一维固结压力为100 kPa时，加荷比为3的次固结系数为0.021，加荷比为1/3的次固结系为0.011，此时两者相差0.01，Ca3=1.91Ca1.固结压力为100 kPa，加荷比为1时次固结系数为0.018，加荷比小于1时的次固结系数为0.011，此时两者相差0.007，Ca6=1.64Ca1.固结压力为400 kPa时加荷比为3的试验组Ca=0.016，大于加荷比为1试验组次固结系数Ca=0.01，Ca3=1.6Ca1.综上可知，对于常规一维固结压缩试验固结压力相同时，加荷比越大次固结系数越大，反之亦然.次固结系数受固结压力和加荷比两方面影响较显著.当固结压力小于400 kPa时次固结系数受加荷比和固结压力影响较大.当固结压力大于400 kPa时，次固结系数主要受加荷比影响较大.整体上看，次固结系数随着加荷比的减小而减小.因此工程上应减小每级荷载之差，可以达到减小工后沉降，增加建筑安全稳定的目的. 2.3 预压对次固结系数的影响为探究预压对次固结系数的影响，由试验得到未预压、预压200 kPa、预压400 kPa三种情况下固结压力与次固结之间关系.组号1、4、5孔隙比与时间关系曲线分别见图3、图4和图5，次固结系数与固结压力曲线如图6.图3 组号1孔隙比与时间关系曲线Fig.3 Relation curves of void ratio with time in sample 1图4 组号4孔隙比与时间关系Fig.4 Relation curves of void ratio with time insample 4图5 组号5孔隙比与时间关系曲线Fig.5 Relation curves of void ratio withtime in sample 5图6 次固结系数与固结压力关系曲线Fig.6 Relation curves between consolidation pressure and secondary consolidation coefficient由孔隙比随时间变化曲线图可得：试验未受预压时土体主固结在固结压力为25 kPa时发展较快，试样产生较大压缩.50 kPa时主固结变形取得最小值，随后随着固结压力的增加试样主固结压缩量变大，且未预压实验组的主固结沉降量大于预压试验组的主固结沉降量，随着预压荷载的增加主固结沉降减小量越大.由次固结系数随时间变化曲线图可知：土样经过预压24 h的200 kPa（400 kPa）荷载后土体次固结系数明显小于未经过预压试样的次固结系数.当荷载小于200 kPa（400 kPa）时次固结减小量尤为明显.当固结压力为1600 kPa时未预压、预压200 kPa、预压400 kPa试验条件下次固结系数相差不大.并且预压土样的次固结系数达到峰值后随固结压力的增加减小缓慢.以上规律说明预压对于较小固结压力下次固结系数有明显减小作用，当固结压力明显大于预压荷载时这种较小作用减弱到与未进行预压的次固结试验相差不大.3 结论通过6组常规一维固结试验，研究发现：1）随着固结压力的增加土样孔隙比随时间变化曲线拐点越早出现，即固结压力越大土体主固结时间越短.原状土样次固结系数随着土样固结压力的变大呈现先变大后变小的趋势.2）当固结压力小于400 kPa时，次固结系数受加荷比和固结压力影响较大；当固结压力大于400 kPa时，次固结系数主要受加荷比影响较大.次固结系数随着加荷比的减小而减小.3）预压对于较小固结压力下次固结系数有明显减小作用，当固结压力明显大于预压荷载时，预压对次固结系数影响较小.【相关文献】［1］高彦斌.原位十字板试验评价上海软黏土灵敏性的可靠性［J］.岩土工程学报，2015，37（8）：1539-1543.［2］吴治厚，王建秀，吴江斌.上海地区软土次固结系数的变化特征及影响因素［J］.辽宁工程技术大学学报，2013（1）：102-106.［3］张诚厚，袁文明，戴济群.软粘土的结构及其对路基沉降的影响［J］.岩土工程学报，1999，17（5）：25-32.［4］李军世，孙钧.上海淤泥质黏土的Mesri蠕变模型［J］.土木工程学报，2001，34（6）：75-79.［5］张向东，刘国明.基于遗传算法的软土施工动态预测［J］.福州大学学报（自然科学版），2006，34（5）：745-750.［6］殷宗泽，张海波，朱俊高，等.软土的次固结［J］.岩土工程学报，2003，25（5）：521-526.［7］冯志刚，朱俊高.软土次固结变形特性试验研究［J］.水利学报，2009，40（5）：583-588. ［8］雷华阳，仇王维，贺彩峰，等.滨海软黏土加速蠕变特性试验研究［J］.岩土工程学报，2015，37（1）：75-82.［9］刘春原，朱楠，赵献辉，等.湖泊相软土真空堆载联合预压法的离心机试验研究［J］.岩土力学，2015（s1）：310-314.［10］ GENG X Y，INDRARATNA B，RUDJIKIATKAMJORN C.Analytical solutions for a single vertical drain with vacuum and time-dependent surcharge preloading in membrane and membraneless systems［J］.International Journal of Geomechanics，2012，12（1）：27-42.［11］周秋娟，陈晓平.软土次固结特性试验研究［J］.岩土力学，2006，27（3）：404-408. ［12］王军，高玉峰.加荷比对结构性软土沉降特性的影响［J］.岩土力学，2007，28（12）：2614-2618.［13］王盛源.饱和粘性土主固结与次固结变形分析［J］.岩土工程学报，1992，14（5）：70-75.［14］张迎春，刘吉福，魏金霞.砂井地基主、次固结度粘弹性分析［J］.水运工程，2003，355（8）：20-24.［15］廖红建，苏立君，白子博明，等.次固结沉降对压缩时间曲线的影响研究［J］.岩土力学，2002，23（5）：536-540.［16］ CHAI JC，MIURA N.Traffic-load-induced permanent deformation of road on soft subsoil［J］.Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering，2002，128（11）：907-916.［17］曹永琅，丛建，吴晓峰.高速公路超软土地基的真空预压加固研究［J］.岩土力学，2003，24（5）：771-775.［18］李国维，胡坚，陆晓岑，等.超固结软黏土一维蠕变次固结系数与侧压力系数［J］.岩土工程学报，2012，34（2）：2198-2205.［19］ CHU J，YAN SW，YANG H.Soil improvement by the vacuum preloading method for an oil storage station［J］.Géotechnique，2015，50（6）：625-632.［20］余湘娟，殷宗泽，董卫军.荷载对软土次固结影响的试验研究［J］.岩土工程学报，2007，29（6）：913-916.。
软土次固结系数的试验研究
软土次固结系数的试验研究软土是一种拥有特殊属性的土壤，它的出现及应用已经为环境保护和城市发展带来了重大的影响。
由于其特殊的物理性质，软土在土木工程中有着重要的作用，但这种土壤同时也是土木工程施工中最复杂的因素之一。
软土中不同组份土壤属性对其有重要影响，特别是软土土壤次固结系数（Cc），它是衡量软土抗压强度的重要指标，是预测软土抗压特性的关键参考。
为了更准确地预测软土的抗压特性，需要更为准确的测试方法。
综合考虑土木工程中的软土抗压特性，可以用三轴动力试验来测定软土抗压性能。
在实验过程中，根据不同的三轴静压条件，测定不同次固结系数的软土。
通过测试，可以得到软土次固结系数（Cc）的变化趋势。
依据软土抗压强度变化趋势，可以更深入地了解软土抗压特性，从而更好地应用软土土壤。
除了对三轴静压条件下软土抗压性能的测试，还可以根据试验结果，确定各种软土次固结系数（Cc）的关系。
在这种情况下，土壤次固结系数（Cc）是软土强度变化趋势的重要指标，可以得到不同控制参数的软土抗压强度的变化趋势图。
根据以上说明，为了更好地了解软土抗压性能，国内外研究者对软土次固结系数进行了多次研究。
陈奇贞教授的研究表明，以活性粒子和表面阴离子含量作为参数，可以订立软土抗压强度的预测方程，该装置可准确预测各类软土抗压强度，提高工程设计准确度。
张振宁教授的研究中，采用了国内外软土试验数据，探讨了不同参数下软土次固结系数的变化规律，发现软土抗压强度变化，主要受操作温度、松粉含量及排水比等几个参数的影响，从而得出次固结系数（Cc）-松粉含量等关系。
此外，近年来，许多研究者还将不同软土材料研究对比，以及对不同测试方法进行了具体分析，如离心抗压实验、室温和高温动力试验、三轴动力试验、恒荷载动态试验等，以指导不同类型软土土壤的抗压强度检测工作。
综上所述，软土次固结系数的定量研究是了解、分析软土土壤抗压性能的重要内容，也是土木工程施工过程中应用软土土壤的关键。
软土次固结系数的试验研究
软土次固结系数的试验研究
以《软土次固结系数的试验研究》为标题，软土的次固结系数是衡量软土强度的重要指标，研究软土次固结系数对软土土力学性质有重要意义。
本文旨在研究软土次固结系数的特征，为土力学工程提供参考和依据。
首先，对软土次固结系数的定义进行了介绍，它指的是软土的均衡固结曲线，它由软土被加载到均衡固结曲线的上方，因此可以衡量软土的强度，越高表明软土的强度越大。
其次，介绍了实验试验的方法，主要包括样品的取样、试验器材的准备、实验程序的流程等，并对经典假定进行了说明，包括排水效果，加载-应力过程和恒定应力状态等。
然后，根据所获得的实验数据，拟合软土次固结系数曲线，推导出研究软土次固结系数的关系式，本文假设软土次固结系数随时间的变化满足指数函数关系式，并得出相关系数。
接着，在研究的基础上，结合模型分析，给出了软土次固结系数的对比分析，结果表明：土类的次固结系数是一个复杂的概念，不仅受到时间的影响，还受到加载的影响。
同时，提出了加载次固结系数随时间的变化趋势，以及不同加载影响下的变化趋势，以及不同类型软土土壤次固结系数随加载下降速度的对比分析。
最后，对软土次固结系数的研究结果进行了总结和讨论，指出：需要进一步探讨软土的次固结系数的特征，并进行详细的实验研究，以确定软土的次固结系数关系式，为设计软土土力学工程提供参考和
依据。
综上所述，就软土次固结系数的试验研究进行了详细介绍，提出了软土次固结系数的定义、试验方法、实验结果及其对比分析，以及总结等内容，并对其用于软土土力学工程的潜在应用做出了详细的介绍，以期可提供软土土力学工程的参考和依据。
深圳软土变形特性与工后沉降_张惠明
深圳软土变形特性与工后沉降Deformation behavior of Shenzhen soft clay and post2construction settlement张惠明1,徐玉胜1,曾巧玲2(1.铁道部科学研究院深圳研究设计院,广东深圳 518034;2.北方交通大学,北京 100044)摘 要:根据软基处理工程实测资料研究深圳软土的固结变形特性,给出了深圳粘土卸载后的次固结系数的计算式。
结合一系列次固结试验提出了卸除超载后软基在永久荷载下的工后沉降的分析方法。
结果表明,对于深圳软土,室内试验得到的固结系数和压缩指数与实测推算的相关指标是相近的。
超载预压通过减小次固结系数和推迟次固结发生时间来减少一定时间内软基的次固结沉降。
关键词:软土;工后沉降;现场试验;压缩指数;固结系数;次固结变形中图分类号:T U447 文献标识码:A 文章编号:1000-4548(2002)04-0509-06作者简介:张惠明(1962-),男,广东人,中南大学学士,铁科院硕士,渥太华大学博士,铁科院深圳分院高级工程师,主要从事岩土工程的设计和研究工作。
ZH ANG Hui2ming1,X U Y u2sheng1,ZE NG Qiao2ling2(1.Shenzhen Research and Design Institute,China Academy of Railway Sciences,Shenzhen518034,China;2.North Jiaotong University,Beijing100044,China) Abstract:Based on the field data measured from several projects of soft ground improvement in Shenzhen city,as well as the test data from a serial of tests of secondary compression on the soft clay,the behavior of consolidation and deformation of Shenzhen soft clay was studied and a method to estimate the post2construction settlement and the equation to estimate the coefficient of secondary compression after the removal of surcharge are proposed.It was found that its coefficient of consolidation and compression index obtained from lab are close to that calculated from the field data. Surcharge can reduce the secondary settlement of a soft foundation by decreasing the coefficient of secondary compression and by delaying the oc2 currence of secondary compression.K ey words:soft clay;post2construction settlement;field test;compression index;coefficient of consolidation;secondary compression1 概 述Ξ由于软土的高压缩性、低渗透性和低强度,修建在软土地基上的建构筑物经常遇到沉降问题和稳定问题。
蠕变条件下软土微观孔隙变化特性_张先伟
第31卷第4期 岩 土 力 学 V ol.31 No.4 2010年4月 Rock and Soil Mechanics Apr. 2010收稿日期：2008-12-24基金项目：国家自然科学基金项目(No. 40572153)。
第一作者简介：张先伟，男，1982年生，博士研究生，主要从事岩土工程、地质灾害评估与治理的研究。
E-mail: zhangxianwei414@文章编号：1000－7598 (2010) 04－1061－07蠕变条件下软土微观孔隙变化特性张先伟，王常明，李军霞，马栋和，陈多才（吉林大学 建设工程学院，长春 130026 ）摘 要：研究软土蠕变过程的微结构变化可深入了解蠕变特性的内在机制。
在对漳州软土进行多种蠕变试验的基础上，利用微观定量化技术，对比原状软土与蠕变条件下土样的微观孔隙，从微观角度对蠕变机制进行了解释。
研究表明，土样产生蠕变变形后，孔隙大小变化遵循孔隙均匀化原理；孔隙的复杂度与定向性降低；孔隙形状趋向扁圆形发展。
发现不同的蠕变试验方法下，孔隙的微结构参数对蠕变变形的敏感度是不一样的，建议针对不同的蠕变试验方法，宜采用不同的微观参数来进行微结构特征的描述。
揭示了土体不同蠕变表现，实际上都是土内部结构不断改变自我调整再造的过程。
通过对软土蠕变特性的本质因素的研究，可以解释宏观工程现象，为合理的蠕变本构关系提供了依据，以指导工程实践。
关 键 词：软土；微观结构；孔隙；蠕变试验 中图分类号：TU 43 文献标识码：AVariation characteristics of soft clay micropore in creep conditionZHANG Xian-wei, WANG Chang-ming, LI Jun-xia, MA Dong-he, CHEN Duo-cai(College of Construction Engineering, Jilin University, Changchun 130026, China)Abstract: Through researching variation of soft clay microstructure in creep condition, we can deeply understand internal mechanism of creep characteristics. According to the micro quantitative technology and different creep tests of soft clay in Zhangzhou area, comparison between micropores of intact soil sample and soil sample in the creep condition is made for purpose of explaining creep mechanism from microcosm. Research shows that micropore size change follows theory of homogeneity, complexity and directionality decrease; pore figure trends oblate after soil occur screep deformation. Parameters of micropore have different sensitivities of creep deformation in different creep tests. It is suggested that the different micro parameters should be adopted in different creep tests for description of microstructure characteristics. Research reveals soft clay creep phenomenon is caused by soil internal structure change constantly and self-adjustment and reconstruction. Through studying the fundamental factors of soft clay creep characteristics, it is possible to interpret macroscopic phenomenon and provide evidence for reasonable constitutive relation for giving important suggestions to engineering design. Key words: soft clay; microstructure;micropore; creep test1 引 言软土特殊的蠕变特性与颗粒组合形成的结构密不可分，软土结构的形成和改变又取决于颗粒之间和颗粒与孔隙流体之间各种作用力的相互影响。
高速公路软土地基次固结系数影响因素研究
Ｐ —
— —
孔隙 比； 开始测 时的孔 隙比；
Ｐ—— 初始 孔 隙 比 ； ０
Ｐ—— Ｐ ｏ ｔ曲线开始出现末尾 直线段 的孔隙 比。 —ｌ ｇ
３ 次 固结 系数 的影 响 因素
分析现有 文献 ， 国内外关于次 固结影响 因素 的研究 主要可 以 概括为三个方面 ： 荷载 因素 、 土性指标 和时间因素。
现行公路路基设计方法Ｌ 为， 认 软土地基在公路荷 载的作用 次 固结与荷载无关 。 关 于应力水 平对次固结系数的影响 ， 其荷 载阈值 为前期 固结 下发生变形 ， 地基最终沉降量由三个部分组成 ：
Ｓ： ＋Ｓ ＋Ｓ ｃ
其 中， 为瞬时沉降 ； ｃ Ｓ 为主固结沉 降； Ｓ 为次 固结沉降 。
２ 次 固结 系数 的定义
关于次固结系数 ， 常有如下几种定义 ｌ Ｊ这些定 义在 内涵上 ， 基本一致 ， 仅在表达形式上略有差异 。
＝ ； ： ｃｏ ： 。 ： ；
２ 应力历史对次 固结系数的影 响。 ）
在 次固结 的任何基本研究 中， 全部 以前 的荷 载历史都 应加 对 以考虑 。天然沉积土在其生成过程中受着持续荷载 的作用 ， ｓ Ｍｅｒ ｉ 认 为持续荷载对次 固结系数的影响类似于预压作 用 ， 即当荷 载小
高速 公 路 软 土地 基 次 固 结固结系数的影响 因素进行 了分析， 总结 了应 力水平、 力历史、 应 加荷速 率、 力比等 因素对次 固结 系数 应 的影响， 以及次 固结 系数 与压缩指数和塑性指数的关系等诸多方面的研 究成果 ， 以期对软弱土地 区的高速公路地基工后 沉 降问题提供参考。 关键词 ： 高速公路， 软土地基 ， 降， 沉 次固结 系数 中图分类号 ： １ ． Ｕ４ ６ １ 文献标识码 ： Ａ
土结构性对预压软基稳定性影响分析
泛 关 注 。结 构性 是 软 土 的 一 个重 要特 性 ， 土 工 程 性 质 有 强 对 烈 的 影 响 】 。笔 者 认 为 土 结 构 性 对 稳 定 影 响 主 要 有 ： Ｉ 土 （） 结 构 性 的 存 在 导 致 土 体 在 固 结过 程 中 固 结 系 数 产 生 变 化 ， 对 固 结 时 问 产 生显 著 影 响 ， 响 稳 定 性 ；２ 施 工 扰 动破 坏 土 体 影 （）
ｌ ａ ｔｎ ｉ ｔ ｄ ｈ
ｕｄａ ｅ ｂ ｎｔ ｌ ｅｉ ｐ ｇｎｌ ｈｔｔ ｔｔＬ ｓｅｇｌｒｄ￣ ｄ ｔ ｄｓ ｒｓｅ ，ｔ ｔｔ ｎｒｉ ｄ￣－ ｇ ｎ ｓ ｌ ｏａ，ｔ ｈ ｔｄａｌ Ⅱｎｔ ｅｕ ｎ ｅ ｈｉ ｙ ａ ｅｌ ｉ ｌ ￣］ Ｉ ｌ ｏ ｉａｂａｅ ｈ ｈ ｔ ａ ｅ蛐＿虬 ｗｕ ｃａ ｃｅｓｃ ａ 【 ｌ 兀 ｔ ｈｒ ｔｉｉ ｈｓａ】 ａ ｒｔｓ
先期 固 结 压 力 ， 此 其 抗 剪 强 度 指 标 应 有 三 个 指 标 ｃ ， 因
… …
如 图 １ 示 ， 固结 压 力 大 于 结 构 屈 服 应 力 时 ， 所 当 强
度线 为通 过 原 点 的 直 线 ； 固 结 压 力 小 于 结 构 屈 服 应 力 时 ． 当 此段 强度 包 线 不 通 过 原 点 ， ｃ ＞０ 而 ， 其 ， 构性 软 土 的抗 剪 强度 公 式 为
关键词 ： 土结构性
折线型强度线 不捧柬强度 强度增 长 稳定性
Ｉ ＮＦＬＵＥＮ ＣＥ Ｆ ｏ Ⅱ Ｓ ｏ Ｓ ＴＲＵＣＴＵＲ Ｅ ＣＨ ＡＲＡＣＴＥＲＩ Ｔ ＣＳ ＯＮ Ｓ１ Ｔ皿 ｒＡＢＩ ＴＹ ＬＩ ｏＦ ＴＨ Ｅ ＳｏＦＴ ％ ＡＹ ６ ＧＲｏ ＵＮＤ
结构性对上海软土次压缩特性的影响
结构性对上海软土次压缩特性的影响高彦斌;李赫;张阿晋【摘要】One dimensional compression tests were conducted on natural samples （with flocculated structure） and remolded samples （with dispersive structure） of Shanghai soft clay to study on the influence of soil structure on the secondary compression behavior of Shanghai soft clay. Results show that the compression index Co, coefficient of secondary compression C,, and CJCaof remolded samples are almost constant and don＇t change much with increase of consolidation pressure. When the consolidation pressure reach the yield strength of natural structure and the flocculated structure turns to the dispersive structure, Cc, Co and Ca/Cc increase quickly to the peak value and decrease as the consolidation pressure increase. What＇s more, the drastic change of soil structure will influence the dissipation of pore pressure, so the kind of anti-S shape of e-lgt curve isn＇t obvious in natural samples and it will be very difficult to determine the time tp, when prime consolidation finished and secondarv comoression beoan.%针对上海地区淤泥质粘土的原状土样（具有凝聚型结构）和重塑土样（具有分散型结构）进行一维压缩试验，探讨结构性对上海淤泥质软土次压缩特性的影响。
浅谈软土压缩过程中影响固结系数的因素
浅谈软土压缩过程中影响固结系数的因素
程飞;郑昱
【期刊名称】《常州工学院学报》
【年(卷),期】2008(021)0z1
【摘要】软土强度低、压缩性高、透水性差,变形很大,而且往往持续很长时间.在工程中,控制软土地基的变形,了解变形与时间的关系,对设计、施工都非常有利.目前在实际工程中,计算变形与时间的关系大多数都是基于太沙基固结理论,其中土的固结系数Cv=k(1+e0)/γwmv,并假定土的参数在压缩过程中是不变的,但是大量的试验结果表明:在固结过程中,渗透系数k和压缩系数mv呈递减趋势,因此固结系数Cv也是变化的.大量的试验研究表明固结系数Cv随着有效应力水平的变化而变化.因此在计算建筑物沉降时,应当将固结系数看成随应力、渗透系数等因素变化的量.所以如何选择合适的固结系数,成为了预测变形速率的关键.
【总页数】2页(P291-292)
【作者】程飞;郑昱
【作者单位】无锡华电工程设计院有限公司,江苏,无锡,214200;南京工业大学土木工程学院,江苏,南京,210000
【正文语种】中文
【中图分类】TU471.8
【相关文献】
1.应用直线拟合计算软土压缩过程中固结系数的方法研究
2.浅谈软土压缩过程中影响固结系数的因素
3.高速公路软土地基次固结系数影响因素研究
4.计算软土压缩过程中固结系数方法研究
5.软土压缩过程中固结系数的研究
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土体的结构性
土体的结构性土体的结构性，是指土体颗粒和孔隙的性状和排列形式(或称组构)及颗粒之间的相互作用。
绝大多数天然土都有一定的结构性，软土由于特定的历史条件和矿物成分，同样具有结构性，其结构类型有着自身的特点。
这种结构性对土的工程性质有强烈的影响。
结构性软土具有结构强度。
因此，它呈脆性破坏，其破坏应变较小。
在工程中，结构性土地基往往会在缺乏预兆情况下，产生突然性破坏。
研究软土的结构性，从而对软土地区的结构物的设计、地基加固设计有着重要意义。
沈珠江认为土的结构性是影响土力学特性诸要素中一个最为重要的要素，被认为是“21世纪土力学的核心问题”。
本文主要从宏观力学试验出发，制作SEM 图像并对其进行分析、研究。
研究结构性原状软土变化特性，其主要研究成果有如下几点：（1）收集了珠江三角洲地区158个原状软土的物理力学指标数据，对指标的变化范围、变异性、指标间的相互关系和各指标的统计分布规律进行研究。
研究的结果表明：不同地方的软土的物理力学性质差异较大；各参数与含水量w、孔隙比e存在一定的关系；天然密度ρ、干密度ρd、液限wL、塑限wp、塑性指数Ip、无侧限抗压强度qu和灵敏度St服从正态分布；含水量、孔隙比和粘聚力C服从近似正态分布；饱和度Sr、比重Gs、渗透系数Kv、压缩系数a v1-2、压缩模量Es1-2和内摩擦角ф为非正态分布。
研究的结果对在软土工程有着重要意义。
（2）通过固结压缩试验，采用3种不同的方式对结构性原状土和重塑土的结构性参数、压缩特性进行研究。
结果显示结构性对软土压缩特性影响较大；结构性参数mp>1，当荷载较大时，mp≈1；原状土和重塑土的压缩系数在加载初期有较大的区别，随着荷载的增加，原状土的压缩系数逐渐趋于重塑土的压缩系数。
由SEM图片显示了土样压缩的变化过程。
（3）针对同一地段的50个原状土样的试验数据进行统计分析，得出孔隙比、含水量、密度、干密度是影响软土压缩特性的重要因素。
通过原状土和重塑土一维固结压缩试验，对固结系数、压缩系数、压缩模量进行分析，得出结构性对软土压缩特性有较大的影响。
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软土在荷载作用下产生较大的变形，可分为主 固结和次固结变形两部分。主固结是指在外荷作用 下，超静孔隙水压力逐渐消散，土骨架有效应力随 之增加的土体固结过程。次固结是在超静孔隙水压 力消散后， 在恒定有效应力作用下土体变形的过程。 对于有机质含量较高、高塑性的软土地基，由于次 压缩引起的工后沉降不容忽视。 为了深入了解结构性土的次固结特性，必须研
第 33 卷第 2 期 2012 年 2 月
文章编号：1000－7598 (2012) 02－0476－07
岩 土 力 学 Rock and Soil Mechanics
Vol.33 No.2 Feb. 2012
软土结构性对次固结系数的影响
张先伟 1, 2，王常明 1
（1.吉林大学 建设工程学院，长春 130000；2.中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，武汉 430071）
Ca according to Ca / Cc may have some error. The normally consolidated soft clay may show false over-consolidation because of
soil's structural characteristic, therefore, it is improper to illustrate structural soft clays' Ca by using normally consolidated soft clay; it can be well illustrated according to the damage of soft clay structure under different pressures. Key words: soft clay structure; secondary consolidation coefficient; structural yield pressure
Table 1
地区 漳州 青岛 天然密度 / (g/cm3) 1.54 1.82 含水率 /% 69.7 43.1 干密度d / (g/cm3) 0.92 1.27
表 1 软土物理力学性质指标 Physico-mechanical indexes of soft clay
孔隙比 e 1.91 1.12 液性指数 IL 1.06 0.62 塑性指数 IP 35.8 22.0 饱和度 /% 98 99 压缩系数 a1-2 / (MPa 1)
478
岩
土
力
学
2012 年
性大大增加；随着 P 进一步增大，变形不断增加， 颗粒间滑移成为变形主要原因，表现为原状样压缩 曲线与重塑样压缩曲线趋于一致。而重塑样压缩曲 线基本上为一直线，这是由于重塑样已失去了土的 结构性的影响。
4 结构性软土的次固结系数
本文采用下式来计算次固结系数 Ca ： es Ca lg(t tc ) （1）
-
黏聚力 c / kPa 8 15
摩擦角 / (°) 10 26
1.37 0.94
2.2
试验方法 次固结试验主要是针对原状土和重塑土进行的
的上覆压力是历史上的最大压力， 且 Pc 与 z 数值上 接近，应属于正常固结土。何俊[8]对杭州和汉口地 区正常固结软土通过同样的方法也得到 OCR 1 的 结 论 。 其实 软 土 正 常固 结 的 天 然沉 积 软 土 的
摘
要：天然沉积的软土普遍具有结构性，常规计算软土次固结变形的方法并没有反映结构性的影响。通过对漳州与青岛地
区原状软土与重塑土进行次固结试验， 研究软土结构性对次固结系数 Ca 的影响。 结果表明， 软土的 Ca 随压力 P 增大而增大， 在 P 接近结构屈服压力 k 时达到最大值，此后逐渐减小，受 P 影响减弱，最后与重塑土的 Ca 趋于一致；重塑土的 Ca 受压 力影响很小，可视为常数。根据次固结系数与压缩指数比值 Ca / Cc 确定 Ca 可能存在一定误差。由于结构性的影响，正常固 结软土表现出“假超固结”现象，采用超固结角度对结构性软土 Ca 变化规律进行说明并不合适，而根据不同压力下软土结 构破损的情况可以很好解释这一现象。 关 键 词：软土结构性；次固结系数；结构屈服压力 文献标识码：A 中图分类号：TU 435；TU 413.6
Abstract: The natural sedimentary soft clay behaves the structural characteristic, the influence of which can not be reflected in the process of computing secondary consolidation of soft clay by conventional method. Secondary consolidation test on undisturbed and remolded soil samples from Zhangzhou and Qingdao are performed for researching the influence of soft soil structural characteristic on the secondary consolidation coefficient Ca . It is shown that soft soils' Ca increases with the increasing pressure P, and it gets to maximum while P gets close to yield pressure k , and then it decreases and influenced little by P. Finally, it tends to be consistent with remolded soil clays' Ca . The remoulded soft clays' Ca which is influenced little by P is regarded as a constant. Determing
Effect of soft clay structure on secondary consolidation coefficient
ZHANG Xian-wei1, 2, WANG Chang-ming1
(1. College of Construction Engineering, Jilin University, Changchun 130000, China; 2. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China)
1 引
言
究软土次固结的产生与发展变化。很多学者对软土 次固结特性展开了研究，高彦斌[1]对上海饱和软黏 土的重塑土样进行室内长期一维压缩试验，研究了 应力历史、 加载比以及加载时间对次压缩系数 Ca 值 的影响；殷宗泽[2]重点研究了荷载对次固结特性的 影响；廖红建[3]考察不同最大排水距离和加载时间 间隔对次固结过程的影响；李国维[4]对软土重塑试 样进行了超载卸荷后再压缩过程的一维压缩试验， 讨论了荷载稳定后的工后次压缩沉降问题。但关于 次固结特性的一些结论并不相同，例如次固结系数
第2期
张先伟等：软土结构性对次固结系数的影响
－10]
477
随压应力的增大而表现出不同的变化规律[5
，说
2 土样性质及次固结试验
2.1 土样性质 软土试样取于漳州开发区内、九龙江出海口南 岸深 11～20.5 m，属于第四系全新世海陆交互相软 土，深灰色，滑腻～光滑，含有机质，稍具臭味， 间夹有 1～5 cm 厚的中细砂或贝壳砂薄层，呈流塑 状态；取于青岛市市区内某工地深约 5～6 m，属于 第四系全新世滨海相软土，呈灰色，富含有机质。 土样基本物理性质指标见表 1，其中强度指标通过 三轴固结不排水剪切试验获得。可见，两种试样都 具有软土工程特征，表现为高含水率、大孔隙比、 强度指标低、高压缩性和高饱和度。
高压固结试验与对原状土进行的一维固结蠕变试 验。试验仪器采用杠杆式高压固结仪，试样面积为 32.2 cm ，高为 2 cm，都在双面排水条件下采用逐 级加荷（加荷比为 1）至试验完成。所不同的是高 压固结试验加入卸载再加载过程，每级荷载持续 1 d，一维固结蠕变试验中当试样 1 d 内变形量小于 0.01 mm 时，施加下一级荷载。 高压固结试验加荷方案为： 12.5 → 25 → 50 → 75 →100 →200 →400 →200→100 →0 →100 →200→ 400→800→1 600 kPa；一维固结蠕变试验加荷方案 为： 12.5→25→50→100→200→400→800→1 600 kPa。 施加压力较 考虑当软土结构屈服压力 k 较小、 大时，会很难在压缩曲线上找到明显拐点，难以确 定 k ，因此，设计试验的初始施加几级的压力都比 较小。 2.3 应力历史 土的应力历史状态主要通过先期固结压力 Pc 和超固结比 OCR 等指标来反映的。 根据 Casagrande 法得到漳州软土 Pc 约为 107 kPa，青岛软土 Pc 约为 90 kPa；所受上覆压力 z 分别为：98.2、88 kPa， 由此判定为超固结土。而由收集的地质资料得知， 两种软土都是第四纪后期形成的，在此期间所沉积 的土基本没有受到剥蚀，也未受过人工堆载，所受
明软土次固结特性非常复杂，受土性、试验方法等 因素影响较大，另外一个重要原因是没有考虑软土 的结构性所带来的影响。 天然沉积的软土一般具有结构性，软土的结构 性对固结阶段变形的影响已经有深入了解，而对于 次固结阶段变形，特别是描述次固结特性的重要参 数 Ca 有何影响的研究却很少[11]。 本文通过对漳州与青岛地区软土进行高压固 结试验与一维固结蠕变试验，重点研究软土结构性 对压缩曲线、次固结系数以及次固结系数与压缩指 数关系的影响。