超固结土的一维固结计算参数及其测定
8.浅谈一维渗流固结偏微分方程及其解
很大时收敛很快 , 计算 U 时应取多少项要由 TV 决定 , 如果要保证 U 有三位有效数 , 当 TV = 0. 00125 时 , 需 取前 13项 , TV = 0. 01 时 , 需取前 9 项 , TV = 0. 1 时 , 需
Байду номын сангаасb)
5u 5z
z =H
= 0 u
z=0
=0
取前 4 项 , TV = 0. 4 时 , 需取前 2 项 , TV ≥0. 6 时 , 只需
VS = 1 Fd z 1 + e0 - △e a ( p - u) F d z = F dz 1 + e0 1 + e0
e
我不主张用渗流速度来推导 ( 3 ) 式 , 虽然用渗 流速度推导的结果是一样的 , 但渗流速度是虚拟物 理量 , 而流量是真实物理量 , 能用真实物理量就没有 必要用虚拟物理量 。 由于超静水压 u (为了方便 , 用 u 代表 uW ) 下大 5u 上小 , 因此 < 0, 而水力坡降 i > 0, 因此有 5z
U = St S0 =1 -
8
π∑
4p
2 mπz - m 2π Tv Am co s e 4 m 为奇数 2H
π
2
∑m
1
2
e
-
π2 m2
4
TV
( 16 )
固结度 U 的物理意义很明确 , 就是土层顶点相 对于底点的沉降程度 , 它虽然是从 0 ～H 积分得到 , 但和“ 平均 ” 毫无关系 , 因此土力学书上把 U 称为平 均固结度是不妥当的 。
1 项即可。不同的 TV 对应的 U 值列于表 1。
求得 ( 11 ) 式的解为
分级加载时超固结粘土的一维非线性固结分析
关键 词 ：一 维 非 线 性 固结 ；超 固 结 ；有 限 差 分 法 ； 分 级 荷 载
中图分类号 ：Ｔ ４ Ｕ３
文献标识码 ：Ａ
ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｎ ｌ ａ ｉ ｇ ｔ ｅ ｃ ｒｅ ｐ ｎ ｉ ｇ ｇ ｖ ｍ ｉ ｇ ｅ ｕ ｔ ｎ ｆ ｒ ｏ ｅ ｄ ｍｅ ｓｏ ａ ｎ ｎ ｉ ｅ ｃ ｎ ｏ ｉ ａ ｉｎ ｏ ｏ ｓｒ ｃｉ ｏ ｄｎ ， ｈ ｏ ｒ ｓ ｏ ｄ ｎ ｏ ｅ ｎ ｑ ａ ｉ ｓ ｏ ｎ ・ ｉ ｎ ｉ ｎ ｌ ｏ ｌ ａ ｏ ｏ ｎｒ ｏ ｓｌ ｔ ｆ ｄ ｏ ｏ ｅ － ｏ ｓ ｌ ａｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｔ ｄ ｃａ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ． ｈ ｑ ａ ｉ ｎ ｒ ｉｐ ｒｅ ｓ ｇ ｔ ｅ ｆ ｉ ｉ ｅ ｅ ｃ ｔ ｏ ｏ ｆ ｃｌ ａｅ ｖ ｒｃ ｎ ｏ ｉ ｔ ａｕ ａｅ ｌｙ ａ ｒ ｐ ｓ ｄ Ｔ ｅ ｅ ｕ ｔｏ ｓａ ｅ ｄ ｓ ｅ ｓ ｄ ｕ ｉ ｈ ｎ ｔ ｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｔ ａ ｉ ｔ ｔ ｄ ｏ ｒ ｎ ｉ ｅ ｉ ｓ ｌ ｉ ｇ ｔ ｅ ． ｅｒ ｌｖ ｎ ｏ ｕ ｅ ｒ ｇ ａ ｉ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｔ ｏ ｖ ｅ ｅ ｕ ｔ ｎ ． ｅ ｒ ｓ ｌ ｆｏ ｅ ｄ ｍｅ ｓｏ ａ ｏ ｌ ｅ ｒ ｏ ｖ ｎ ｈ ｍ Ｔ ｅｅ ａ ｔｃ ｍｐ ｔｒｐ ｏ ｒ ｍ ｅ ｅｏ ｅ ｏ ｓ ｌ ｅ ｔ ｑ ａ ｉ ｓ Ｔ ｅ ｕ ｔ ｏ ｎ — ｉ ｎ ｉｎ ｌ ｎ ｉ ａ ｈ ｓ ｈ ｏ ｈ ｓ ｎ ｎ ｃ ｎ ｏ ｉ ａｉ ｎ ａ ｄ ｌ ｅ ｏ ｓ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｒ ｔｄ ｏ ｅ — ｏ ｓ ｌ ａｉ ｎ ｃａ ｅｃ ｍｐ ｒ ｄ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ． ｏ ｓ ｌ ｔｏ ｎ ａ ｃ ｎ ｏ ｉ ｔ ｆ ａｕ ａｅ ｖ ｒｃ ｎ ｏ ｉ ｔ ｌｙ ａ ｏ ａ ｅ ｎ ｌｚ ｄ ｄ ｎ ｉ ｒ ｄ ｏ ｓ ｄ ｏ ｒ ｎ Ｋｅ ｒ ｓ Ｏｎ － ｉ ｎ ｉ ｎ ｌ ｏ ｌ ｅ ｒｃ ｎ ｏｉ ａ ｉ ｎ Ｏｖ ｒ ｃ ｎ ｏｉ ａ ｉ ｎ Ｆ ｎ ｔ ｉ ｅ ｅ ｃ ｅ ｈ ｄ Ｓ ｅ ｐ ｄ ｌ ａ ｉ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｄ ｍｅ ｓｏ ａ ｎ ｉ ａ ｏ ｓ ｌ ｔｏ ； ｅ － ｏ ｓ ｌ ｔｏ ； ｉ ｉ ｄ ｆ ｒ ｎ ｅｍ ｔ ｏ ； ｔ ｐ ｅ ｏ ｄ ｎ ｎ ｎ ｄ ｄ ｅ
土体固结试验方法及部分技术要点分析
土体固结试验方法及部分技术要点分析摘要：土体固结试验是一种用来测定一维条件下土体变形特性的试验方法，主要采用常规固结、快速法固结和连续加荷固结三种试验方法进行测试。
土体固结试验是室内土工试验的重要组成部分，其操作注意事项较多，一旦疏忽将会导致试验结果出现各类误差。
现浅析土体固结试验方法及部分技术要点，可供同行探讨和参考。
关键词：固结试验；试样制备；误差分析土体的固结是指土体在一定数值的压力作用下发生的与时间有关的压缩过程。
通过试验不仅可以测得轴向压力作用下土体的压缩特性，还可以通过计算得出土样的压缩系数、固结系数和压缩模量等指标参数，以便判断土体的压缩特性，为工程设计和施工提供参数依据，同时部分参数也可以用来计算已建土工建筑物的地基不均匀沉降，沉降量的变化直接影响到建筑物的安全性和正常使用功能。
1. 土体固结试验方法1.1 常规固结试验常规固结试验是基于太沙基一维固结理论设计的，该试验方法规定采用的固结仪主要由环刀、透水板、护环和加压上盖等组成。
仪器操作十分简单方便，试验过程中加载方式采用分级加荷法，一级荷载作用下土体固结稳定后，方可施加下一级荷载，且下一级施加的荷载为前一级的一倍。
常规固结试验因其采用的理论简明、设备简单和可操作性强，是土工试验中比较常用的一种试验方法。
常规固结试验不仅可以用来评价土体的压缩性和膨胀性，还可以用来评价土体的固结特性，是实际工程中应用较为广泛的一种。
但是，此方法所需的试验时间较长，且试验荷载采用成倍加载方式所获取的试验数据较少，得到试验点数据绘制的曲线是间断和不连续的，因此会对土体的前期固结压力和压缩参数指标的计算分析产生影响，进而影响其准确性。
同时，在试验进行过程中，水力梯度变化较大，这会导致土样所受有效应力分布不均匀，从而造成土体的压缩性分布也存在差异性，使得原状土试样的结构易被扰动而遭到破坏。
1.2 快速法固结试验快速法固结试验也被称为一小时快速试验法，此方法相较于常规固结试验方法可有效缩短试验时间，在一定程度上提高了试验效率。
超固结土的一维固结理论及其试验研究111
第26卷第2期应用力学学报Vol.26No.2 2009年6月CHINESE JOURNAL OF APPLIED MECHANICS Jun.2009文章编号:100024939(2009)022*******超固结土的一维固结理论及其试验研究*梁仕华1齐添2谢康和3王坤3(广东工业大学510006广州)1(广州穗监工程质量安全检测中心510150广州)2(浙江大学310058杭州)3摘要:基于超固结饱和土固结理论,针对变荷载、自重应力分布等条件下提出了相应的一维超固结土问题的控制方程,总结出六个超固结土的一维线性固结计算参数,并采用半解析法编制了求解该问题的For tr an计算程序。
利用GDS高级固结仪对萧山黏土进行超固结土的一维固结渗透联合试验以及一维固结压缩试验,将测定的一维超固结土计算参数引入理论程序中,分别对比了位移、平均固结度、底部孔压这三者随时间变化的理论和试验曲线。
结果表明:超固结土的一维线性固结理论比正常固结土的一维线性固结理论更接近试验结果,验证了超固结土的固结理论,表明了考虑土体应力历史对固结计算的重要性。
关键词:超固结土;一维固结;GDS高级固结仪;固结计算参数;试验曲线中图分类号:T U411文献标识码:A1引言软粘土地基固结沉降问题作为岩土工程中重要的研究课题,自T erzaghi建立饱和土体一维固结理论以来,取得了很大的发展[1]。
由于在实际问题中,软黏土地基大部分处于超固结状态而非正常固结状态,所以用现有的正常固结土的固结理论计算软土地基的固结沉降问题将与实际情况存在差距。
超固结饱和土是指历史上曾经受过大于现有覆盖土重的先期固结压力的饱和土体。
国内外学者对于考虑先期固结压力这一重要影响因素的一维固结理论展开了大量的研究[227]。
通过室内土体压缩和渗透试验测定一维超固结土的计算参数,并结合相关试验曲线来验证超固结土体的固结理论。
然而受限于试验仪器,对超固结土固结性状的试验研究目前还较欠缺。
土的固结试验步骤
土的固结实验实验目的：本试验之目的在于测定土的沉降变形，了解土体在侧限条件下的变形与时间～压力的关系，结合其它试验指标配合计算土的压缩系数、压缩模量，确定土压缩性的高低。
基本原理：侧限压缩试验又称固结试验。
土体的固结是指土体在外力作用下，土体中的水和气体被逐渐排走，孔隙体积减小，土颗粒之间重新排列的现象。
土的固结试验是通过测定土样在各级垂直荷载作用下产生的变形，计算各级荷载下相应的孔隙比，用以确定土的压缩系数和压缩模量等。
仪器设备：1.固结容器：由环刀、护环、透水石、水槽、加压上盖组成2.环刀：高20mm，面积30cm2或50cm2;3.加压设备：应能垂直地在瞬间施加各级规定的压力，且没有冲击力，压力准确度应符合现行国家标准《土工仪器的基本参数及通用技术条件》GB／T15406的规定。
4.变形量测设备：量程10mm，最小分度值为0.01mm的百分表或准确度为全量程0.2％的位移传感器。
5.其它：开土刀、过滤纸等。
实验步骤：1、试样制备：按密度试验要求取原状土或制备扰动土土样。
并测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重。
试样需要饱和时，应按规定进行抽气饱和；2、安装：在压密容器中放置好透水石和滤纸，将带有环刀的试样和环刀一起刃口向下小心放入护环，再在试样上放置滤纸和透水石，最后放上传压活塞，安装加压装置和百分表；3、调零：施加预压力使试样与仪器上下各部件之间接触，将百分表或传感器调整到零位或测读初读数，通常将百分表测距调到大于8mm；4、加载：确定需要施加的各级压力，压力等级宜为12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa。
第一级压力的大小应视土的软硬程度而定，宜用12.5kPa 、25kPa 或50kPa 。
最后一级压力应大于土的自重压力与附加压力之和。
只需测定压缩系数时，最大压力不小于400kPa ；5、沉降记录（建议，实际操作没有按照这个执行）：施加每级压力后24h 测定试样高度变化作为稳定标准，每间隔1小时变形小于0.01mm 时，作为稳定读数；测定沉降速率时，施加每一级压力后宜按下列时间顺序测记试样的高度变化。
求解固结系数的三种方法
求解软土固结系数的三种方法【摘要】固结系数作为软土地基变形分析和软土地基加固设计的关键参数，它的准确获取具有重要的工程实践意义。
目前对固结系数的求解有多种方法，常用的是室内试验求解，主要使用时间平方根法，时间对数法。
但是这两种方法在图形的读数中存在很大的误差，不同实验者求出不同的结果，而且相对误差较大。
本文中采用了赵春风教授的固结系数的新三点计算法。
可以不使用固结系数求解过程中的变形与时间曲线求得，减少了误差。
【关键词】固结系数；时间对数曲线法；时间平方根法；新三点计算法1.引言固结系数Cv是太沙基(Terzaghi)一维固结理论中的一个重要参数,与固结过程中的超静孔隙水压力(u)的消散速率错误!未找到引用源。
/错误!未找到引用源。
成正比,其大小反映软土固结快慢的程度,即固结系数为反映土层固结特性的参数。
固结系数既是一项重要的土的试验指标,也是软土地基处理设计中的关键参数,特别在软基处理采用排水固结法时,固结系数更是一项必不可少的指标。
固结系数有效、准确的获取对基础沉降的正确预测有着决定性的意义。
因此,有必要对确定固结系数的方法进行系统的研究。
[9]太沙基理论假定土的参数在压缩过程中是均一不变的，其中固结系数C v是一个估计变形速率的重要参数。
C v的表达式为C v= k(1+e0)/wγm v，在固结过程中，渗透系数k和压缩系数m v均呈递减趋势，而计算出来的C v一直被当作常数。
大量的试验结果表明，固结系数C v是随着有效应力水平的变化而变化的，特别在前期固结应力的前后，他们的差别是非常大的。
[10]2.软土固结系数计算方法[9]根据前人的研究结果把确定固结系数的方法分为四大类:第一类是室内固结试验法;第二类是现场试验法;第三类是间接推算法;第四类是反演分析计算法。
室内试验确定固结系数的方法以时间对数法、时间平方根法、Scott法、反弯点法、三点法、Asaoka法、速率法、Rectangular hyperbola法、Parnian法、两点法、标准曲线比拟法、t60法、张仪萍法等为代表。
土的固结试验步骤
土的固结实验实验目的：本试验之目的在于测定土的沉降变形，了解土体在侧限条件下的变形与时间～压力的关系，结合其它试验指标配合计算土的压缩系数、压缩模量，确定土压缩性的高低。
基本原理：侧限压缩试验又称固结试验。
土体的固结是指土体在外力作用下，土体中的水和气体被逐渐排走，孔隙体积减小，土颗粒之间重新排列的现象。
土的固结试验是通过测定土样在各级垂直荷载作用下产生的变形，计算各级荷载下相应的孔隙比，用以确定土的压缩系数和压缩模量等。
仪器设备：1.固结容器：由环刀、护环、透水石、水槽、加压上盖组成2.环刀：高20mm，面积30cm2或50cm2;3.加压设备：应能垂直地在瞬间施加各级规定的压力，且没有冲击力，压力准确度应符合现行国家标准《土工仪器的基本参数及通用技术条件》GB／T15406的规定。
4.变形量测设备：量程10mm，最小分度值为0.01mm的百分表或准确度为全量程0.2％的位移传感器。
5.其它：开土刀、过滤纸等。
实验步骤：1、试样制备：按密度试验要求取原状土或制备扰动土土样。
并测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重。
试样需要饱和时，应按规定进行抽气饱和；2、安装：在压密容器中放置好透水石和滤纸，将带有环刀的试样和环刀一起刃口向下小心放入护环，再在试样上放置滤纸和透水石，最后放上传压活塞，安装加压装置和百分表；3、调零：施加预压力使试样与仪器上下各部件之间接触，将百分表或传感器调整到零位或测读初读数，通常将百分表测距调到大于8mm；4、加载：确定需要施加的各级压力，压力等级宜为12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa。
第一级压力的大小应视土的软硬程度而定，宜用12.5kPa 、25kPa 或50kPa 。
最后一级压力应大于土的自重压力与附加压力之和。
只需测定压缩系数时，最大压力不小于400kPa ；5、沉降记录（建议，实际操作没有按照这个执行）：施加每级压力后24h 测定试样高度变化作为稳定标准，每间隔1小时变形小于0.01mm 时，作为稳定读数；测定沉降速率时，施加每一级压力后宜按下列时间顺序测记试样的高度变化。
土的快速固结实验计算
土的快速固结实验计算一、引言土壤的固结是指土壤颗粒之间的接触面积增加，颗粒之间的间隙减少，从而使土体的密实度增加的过程。
土壤的快速固结实验是一种常用的方法，用于研究土壤在不同条件下的固结特性。
本文将介绍土壤快速固结实验的计算方法和相关原理。
二、实验原理土壤的快速固结实验是通过施加一定的荷载或压缩力，使土壤在较短的时间内发生固结，从而得到土壤的固结特性参数。
实验过程中，可以利用固结计算公式来计算土壤的固结指标，如固结量、固结比等。
三、实验步骤1. 准备土样：从现场采集土样，并按照实验要求进行处理和制备，保证土样的质量和一致性。
2. 建立实验装置：根据实验要求，选择合适的装置，如压实仪或压缩机等。
3. 施加荷载：根据实验要求，施加一定的荷载或压缩力，使土样发生固结。
4. 观察记录：实验过程中，要及时观察记录土样的变化情况，如固结量、固结比等。
5. 数据处理：根据实验记录，进行数据处理和计算，得到土壤的固结特性参数。
四、计算方法1. 固结量的计算：固结量是指土壤在固结过程中的压缩变形。
可以通过实验前后土样的高度差来计算固结量。
固结量的计算公式如下：固结量 = H2 - H1其中，H2为实验结束后土样的高度，H1为实验前土样的高度。
2. 固结比的计算：固结比是指土壤的固结量与初固结应变之比。
可以通过实验前后土样的体积变化来计算固结比。
固结比的计算公式如下：固结比 = (V1 - V2) / V2其中，V1为实验前土样的体积，V2为实验结束后土样的体积。
3. 其他参数的计算：除了固结量和固结比，还可以根据实验数据计算其他固结特性参数，如固结应力、固结指数等。
这些参数的计算公式根据具体实验和研究目的而定。
五、实验结果与分析根据实验计算，可以得到土壤的固结特性参数。
通过对实验数据的分析，可以得出土壤的固结特性，如固结程度、固结速率等。
这些结果对于土壤工程设计和土壤改良具有重要的指导意义。
六、实验应用土壤的快速固结实验广泛应用于土壤工程领域，如基础工程、路基工程等。
固结试验各项指标计算公式
固结试验各项指标计算公式固结试验是土壤力学中的重要实验之一，用于研究土壤的变形特性和固结性质。
在进行固结试验时，需要测定一系列指标来评估土壤的力学性质。
本文将介绍固结试验中常用的各项指标计算公式，以便读者更好地理解这些指标的含义和计算方法。
1. 最大干密度（γdmax）的计算公式：最大干密度是指土壤在最佳固结状态下的干密度，通常以克/立方厘米（g/cm³）为单位。
最大干密度的计算公式为：γdmax = (M / V) × (1 + w)。
其中，M为土壤的干重（克），V为土壤的体积（立方厘米），w为土壤的含水率（%）。
通过测定土壤的干重、体积和含水率，可以计算出最大干密度。
2. 最小干密度（γdmin）的计算公式：最小干密度是指土壤在最松散状态下的干密度，通常以克/立方厘米（g/cm³）为单位。
最小干密度的计算公式为：γdmin = (M / V) / (1 + e)。
其中，M为土壤的干重（克），V为土壤的体积（立方厘米），e为土壤的孔隙度（%）。
通过测定土壤的干重、体积和孔隙度，可以计算出最小干密度。
3. 固结指数（Ip）的计算公式：固结指数是指土壤的固结程度，通常以百分比（%）表示。
固结指数的计算公式为：Ip = (w2 w1) / (log10(P2/P1))。
其中，w1和w2分别为两个含水率的值（%），P1和P2分别为两个应力状态下的固结指数。
通过测定不同应力状态下的含水率，可以计算出固结指数。
4. 压缩指数（Cc）的计算公式：压缩指数是指土壤在固结过程中的压缩性，通常以百分比（%）表示。
压缩指数的计算公式为：Cc = (log10(P2/P1)) / (w2 w1)。
其中，P1和P2分别为两个应力状态下的固结指数，w1和w2分别为两个含水率的值（%）。
通过测定不同应力状态下的固结指数和含水率，可以计算出压缩指数。
5. 压缩模量（E）的计算公式：压缩模量是指土壤在固结过程中的变形模量，通常以千帕（kPa）为单位。
一维渗透固结试验的试验方案
一维渗透固结试验的试验方案一维渗透固结试验，这名字一听就让人觉得有点儿复杂。
其实呀，说白了，它就是为了研究土壤在压力作用下，水是怎么流动的，以及土壤本身是怎么“压缩”和“固结”的。
你看，土壤不是一块铁板，它是会随着时间和压力发生变化的，水分的流动、颗粒的排列，都会让它变得越来越紧密、坚固。
而一维渗透固结试验，正是帮助我们了解这些变化背后的秘密。
说到试验方案，咱们就得从头开始聊起了。
第一步，得先准备好试样。
你可不能随便捡一块土就拿来做实验，要根据实际工程中所涉及的土壤类型，挑选合适的土样。
有些人可能会觉得，咳，这有什么难的？不过别小看这个环节，土壤的水分、密实度、颗粒组成，每一项都得经过仔细测量，光是做这个准备就能让你一头大汗淋漓。
选好土样后，还得把它做成一个标准的试样，放到试验设备里去，这可不是你随便丢个土块就能算数的。
然后呢，就是填充设备的过程。
得把试样填进一个专用的试验箱里，这样才能保证实验数据的准确性。
你看，土壤的颗粒之间有很多空隙，实验时就得让水通过这些空隙，模拟自然界中的渗透过程。
填土时，得保证土层的均匀性。
也就是，你要确保每一层土都和前一层的紧密度差不多，别一块软一块硬，结果出来就不靠谱了。
别小看这些小细节，往往是决定实验成功与否的关键所在。
再来说说加荷的事儿。
试验中啊，得给土样加上一个固定的压力，模拟土壤在实际工程中的负荷情况。
这个加荷的过程，要分几个阶段来进行，每加一次荷，土壤的固结状态都会发生一些变化。
加荷时的压力，通常是有规律的，得按照一定的步骤逐步增加，这样能保证实验过程既有代表性又不失稳定性。
如果一下子猛加压力，土样可能会因为过度压缩而变形，试验结果就会不真实，算得上是“因小失大”了。
而说到试验的观察和记录，这可是一个大工程。
实验进行时，水是会通过土壤的缝隙渗透的，咱们需要监测水的流量和流速变化。
为了得到准确的结果，试验箱里通常会安装一些水头计，随时记录水的流动情况。
这些水头计啊，简单说就是用来测量土壤在压力下，水是如何逐渐渗透的。
超固结土的一维固结计算参数及其测定
第26卷 第3期 应 用 力 学 学 报 V ol.26 No.3 2009年9月 CHINESE JOURNAL OF APPLIED MECHANICS Sep.2009基金项目：国家自然科学基金(50679074)；国家教育部高校博士点基金(No.20070335179) 收稿日期: 2008-01-20 修回日期: 2008-09-27 第一作者简介: 陈国红, 女,1981年生, 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室, 博士生；研究方向——软黏土力学与地基处理。
E-mail ：crystal198177@z 文章编号：1000-4939（2009）03-0614-05超固结土的一维固结计算参数及其测定陈国红1 齐 添2 谢康和1 李西斌3（浙江大学 310058 杭州）1 （广州穗监工程质量安全检测中心 510150 广州）2(福州大学土木工程学院 350108 福州)3摘要：基于超固结饱和土固结理论，针对变荷载、自重应力分布等条件下提出了相应的一维超固结土问题的控制方程，总结出六个超固结土的一维线性固结计算参数。
鉴于国内通用的固结渗透试验设备的种种弊端，提出利用GDS 高级固结仪对萧山黏土进行一维固结和渗透联合试验，根据对试验数据的整理分析，确定了基于GDS 高级固结仪系统的超固结土的一维固结计算参数，为验证超固结土理论奠定基础。
关键词：超固结土；一维固结；GDS 高级固结仪；固结计算参数 中图分类号：TU411 文献标识码:A1 引 言 实际问题中，软黏土地基大部分处于超固结状态而非正常固结状态，因此用现有的正常固结土的理论计算软土地基的固结沉降问题将与实际情况存在差距。
土的压缩性和渗透性对固结有着重要的影响，并且与应力历史密切相关，因此在固结理论研究中考虑土的应力历史无疑有重要理论和实际意义[1]。
超固结饱和土是指历史上曾经受过大于现有覆盖土重量的先期固结压力的饱和土体。
对于考虑先期固结压力这一重要影响因素的一维固结理论的研究在国内尚比较少。
综述饱和土体一维固结理论的研究_secret
综述饱和土体一维固结理论的研究太沙基(Terzaghi)于1925年首先建立了饱和土体的一维固结理论。
自此之后，岩土工程研究者们通过对其基本假定的不断修正与完善，使一维固结理论围绕其基本假定取得了诸多发展，主要表现在如下几个方面：1 一维线性固结理论的研究现状太沙基一维固结理论中假定地基土体是均质的，但事实上，天然地基往往是成层分布或者是非均质。
对于成层地基一维固结问题，Gray (1945)最早给出了瞬时加荷下双层地基固结解析解。
Abbott (1960)利用有限差分法对多层地基的一维固结问题进行了计算分析。
随后Schiffman (1970)对多层地基一维固结问题利用解析方法进行了研究，但是其解答并不完整且不易于应用。
陈根媛(1984)对多层地基的一维固结计算方法进行了研究。
栾茂田(1992)利用分离变量法获得了双层饱和土体一维固结超孔隙水压力的解析表达。
Pyrah (1996)对具有相同固结系数不同压缩、渗透系数的双层地基进行数值计算，分析了双层地基的固结性状。
但是由于问题的复杂性，以上研究大多没有对成层地基线性固结问题给出完整的解答，而且对实际中普遍存在的变荷载考虑甚少。
鉴于此，Lee等(1992)及谢康和等(1994，1995) 先后对变荷载作用下双层、多层地基的一维线性固结问题展开研究，得到了任意变荷载作用下双层地基、成层地基一维线性固结超静孔隙水压力的完整解析解，同时着重指出对于成层地基而言，按变形定义的平均固结度和按孔压定义的平均固结度不再相等，并根据超静孔隙水压力的解析式分别给出了两种平均固结度的解析解。
Zhu & Yin(1999)考虑实际中的单级加载，并认为初始超静孔隙水压力沿深度线性分布，得到了该工况下双层地基线性固结的解析解。
Schiffman & Gibson(1964)最早对单层非均质地基的一维固结问题展开了系统的研究。
他们假定地基土体的渗透系数kv和体积压缩系数mv 分别是深度的多项式函数和指数函数，然后利用有限差分法对瞬时加载条件下软土一维固结问题进行数值求解。
固结试验
3．将压缩容器置于加压框架正中，密合传压 活塞及横梁。预加1.0KPa压力，使固结仪各部 分紧密接触，装好百分试表，并调整读数至零。
4．去掉预压荷载，立即加第一级荷载，加砝 码时应避免冲击和摇晃，在加砝码的同时立即 开动秒表。 荷载等级一般规定为50 KPa、100 KPa、200 KPa、300 KPa、400 KPa。有时可 以根据土的软硬程度，第一级荷载可考虑用25
8．当不须测定沉降速度时，则施加每级 压力后24h，测记试样高度变化作为稳定 标准，当试样渗透系数大于10-5cm/s时， 允许以主固结完成作为相对稳定标准。按 此步骤逐级加压至试验结束。（注：测定 沉降速率仅适用于饱和土。）
9．试验结束后拆除仪器，小心取出完整 土样，称其质量，并测定其终结含水量 （如不须测定试验后的饱和度，则不必测 定终结含水量），并将仪器洗干净。
4. 变形量测设备。 5．其他：天平、秒表、烘箱、钢丝锯、
铝盒等。
单向固结仪
试样制作
1. 根据工程需要切取原状土样或制备所需 湿度密度的扰动土样。切取原状土样时， 应使试样在试验时的受压情况与天然土层 受荷方向一致。
2. 用钢丝锯修成略大于环刀直径的土柱。 然后用手轻轻将环刀垂直下压，边压边修， 直至环刀装满土样为止。再用刮刀修平两 端。
a ei ei1 pi1 pi
5、按下式计算某一荷载范围内的压缩模 量Es：
s
pi1 pi 1 ei a
si1 si /1000 1 e0
6、按下式计算压缩指数Cc及回弹指数Cs：
Cs
lg
ei ei1 pi1 lg
pi
本试验适用于饱和的粘性土，只进行压缩 时允许用非饱和土。
一维固结理论中固结系数的试验分析
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｅｘ ｒｍｅ ｓ ｆ ｃ ｎｓ ｌｄａ ｉ ｎ ｎ ｒ ａ ｉｉｙ ｏ ｕ ｐｅ ｉ ｎｔ ｏ ｏ ｏ ｉ ｔｏ ａ ｄ ｐｅ ｍｅ ｂ ｌｔ ｎ ｎｄｉｔ ｒ ｄ ｏ ｌａ ｒ ｍｏｌ ｅ ｏ ｌ ｓ ｕ ｂｅ ｓ ｉ ｎｄ ｅ ｄｄｓｉ ｗｅ ｅ ｒ ｐｅ ｆ ｍｅ ｒ ｓ ｃ ｉ ｌ ｂｙ ｒｏｒ ｄ ｅ ｐｅ ｔｖｅ ｙ ｕｓｎｇ ｉ Ｋ。 ｃ ｎｓ ｉ ａ ｉ ｎ ｎｓ ｒ ｏ ｏｌｄ ｔｏ ｉ ｔ ｕｍｅ ｔ ｍｏ ｆｅ ｂｙ ｎ ｄｉｉ ｄ Ｃｈａ ｎｇ’ｎ ａ Ｕ ｎ ｖｅ ｓ ｔ Ｔｈｅ ｄｅ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｐｅ ｍ ｅ ｂ ｌｔ ｏ ｒ ｙ ｗｅ ｅ ａ ｌ ｚ ｄ ａ ｃ ｄ ｎｇ ｔ ｈｅ ｄａ ａ ｇｏ ｉ ｒ ｉｙ． ｆ ｒ ｔｏ ｎ ｒ ａ ｉｉｙ ｐｒ ｐｅ ｔ ｒ ｎａ ｙ ｅ ｃ ｏｒ ｉ ｏ ｔ ｔ ｔ
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第２ ５卷 第 ３期 ２０ ０ ８年 ９月
建 筑科 学与 程 学报 工
ｎ Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｃｉ ｃｕ ｅａ ｄＣｉｉ Ｅｎ ｉｅ ｒ ｇ ｏ ｒａ ０ ｈｔ ｔｒ ｎ ｖｌ ｇｎ ｅｉ Ａｒ ｅ
Ｖｏ ． ５ Ｎ Ｏ １２ ．３
０
引 习
固结 系数是 太 沙基 一维 固结 理论 中一 项 重要 的
ｆ ｏ ｔ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ 。 ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｔ ｒ ｎ ｄ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｎ — ｉ ｅ ｓｏ ａ ｏ ｓ ｌ ａ ｉ ｎ ｃ ｅ ｆ ｉｎ ｒ ｍ ｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ｓ ｎ ｈ ｅ ｅ ｍｉ ｅ ｔ ｏ ｆ ｏ ｅ ｄ ｍ ｎ ｉ ｎ ｌ ｃ ｎ ｏ ｉ ｔｏ ｏ ｆ ｉ ｅ ｔ ｄ ｃ
ＬＩＹ ｏ — ｕ ｕ ｙ ｎ， Ｉ Ｚｈｅ， ＸＩ Ｙ ｏ —ｉ Ａ Ｅ ｎｇ ｌ
一维固结理论中固结系数的试验分析_李又云
力) , 可得如下非线性经验公式
图 1 土的 e- lg p 压缩曲线
Fig. 1 e- lg p Compressive Curves of Soil
e=
e1-
Cc lg
Rc Rc1
( 2)
式中: Cc 为压缩指数; Rc1 为竖向有效应力; e1 、Rc 分别
为压缩半对数曲线上任意一点所对应的孔隙比和有
103
献[ 2] 中指出: 确定固结系数惟一合理的方法就是根 据定义, 通过分别测定渗透系数 k 与压缩系数 A 的 值直接确定。然而传统的压缩试验与渗透试验所采 用的仪器和试验方法完全不同, 要分别得到其值, 试 验成本也较高。
另外, 在太沙基一维固结理论中, 通常假定压缩 系数 A及其渗透系数 k 为常量, 不随时间变化。大 量的试验表明, 在固结过程中, 渗透系数 k 与压缩系 数 A会随着固结变形的变化而变化, 并且变化的幅 度较大。因此, 传统理论将其视为常量, 虽然在计算 上比较简便, 但不能真实地反映固结系数在固结过 程中的变化规律, 其应用具有很大的局限性[ 5-6] 。
L I You- yun, L I Z he, XIE Yong- li
( K ey L abo rato ry o f H ighw ay Engineer ing in Special Reg ion of M inistry of Educatio n, Changpan U niv ersity , X ipan 710064, Shaanx i, China)
深度 z 处取一微单元。根据固结渗流的连续条件,
微单元体在任意时间 t 的水量变化率等于同一时间
该单元孔隙体积的变化率, 从而可得
9e 9t
Terzaghi一维固结理论研究综述_问延煦
总第 81 期
西部探矿工程
series No .81
2003 年第 2 期
WEST -CHINA EXPLORATION ENGINEERING
Feb .2 003
文章编号 :1004 —5716(2003)02 —01 —04
·岩土工程·
中图分类号 :TU4 文献标识码 :B
Terzaghi 一维固结理论研究综述
(2)Terzaghi 一维固结理论中固结度 U 只与时间因素 Tv 有关 , 而 Tv 又只与固结系数 Cv 成正比 。 可知 , 土的固 结系数越大 , 土层
固结越快 , 两者关系很密切 。 为了正确估计土层固结和建筑物沉 降速 率 , 必须首 先合理 地测定 固结系数 。 目前确 定 Cv 有五 种方 法 :第一种为室内固结试验直接 测定 ;第二 种为由 渗透试验 和压 缩试 验分别测定渗透系数 Kv 和压缩系数 mv 后间接推求固结系数 Cv ;第三种为由现场试验如“ 孔压圆 锥贯入仪” 测定 Cv ;第四 种为 采用地质荷载 条件均较为接近的相邻工程的实测 S-t 曲 线或孔 压消散曲线来反演 Cv ;第 五种 为由 本工程 现场 实测沉 降曲 线反 分析固结系数 Cv 。
第三种方法 :由于 室内 试验 的小 试样 并 不能 代表 大范 围的 天然土层情况 , 特别是有夹砂层 的情况 下更是 如此 ;而现场 试验 能反映出较大 范围土体及夹层的情况 。 在土的扰动程度方面 , 室 内试样经历了 取样 、运输 、放置 、制样等过程 , 受到较大的扰动 ;现 场试验可能比 室内的扰动小一些 。 鉴于此 , 人们千方百计地在钻 孔原位测试固结系数 。 用得 较多的 是在土 中贯入 一个带孔 压测 量装置的探头 , 记录孔压随时间 的消散 值 , 计算土 的原位固 结系 数 。 这种方法可以在工 程开始前进行 , 为设计及时提供现场试验 值 。 资料表明 , 室内测定的固结 系数较 现场测 定的低 , 从沪 宁高 速昆山段的结果来看 , 两者相差 1 个数量级[ 6] 。 而现场测 定的仍 低于实际存在 的数值 。Streefkeek 的结果证明了这一点[ 7] 。
土固结时间计算公式
土固结时间计算公式土固结时间的计算可不是一件简单的事儿，它在土木工程中那可是相当重要的。
咱们先来说说啥是土固结。
简单来讲，土固结就是土在压力作用下，里面的水分慢慢排出来，土颗粒相互靠近，体积变小的这个过程。
那为啥要算土固结时间呢？这就好比你盖房子，得知道这地基啥时候能稳定，不然房子盖起来歪歪扭扭的可就麻烦啦。
土固结时间的计算公式有不少，咱今天就重点说说太沙基（Terzaghi）的一维固结理论里的那个公式。
这公式看起来有点复杂，不过别怕，我来慢慢给您解释。
比如说，有一次我在一个建筑工地上，看到工人们正在打地基。
那时候我就想，这地基的土要多久才能固结好呢？要是算错了时间，后面的工程可都得耽误。
太沙基的这个公式里，涉及到好多参数。
像土的竖向固结系数Cv ，这玩意儿跟土的渗透性、压缩性都有关系。
还有最大排水距离 H ，这就得看土层的厚度和排水条件了。
咱们就拿一个实际的例子来说吧。
假设我们有一层厚度为 5 米的饱和黏性土，土的竖向固结系数 Cv 是 0.005 m²/d。
按照太沙基的公式，要算它固结 80%所需要的时间 t80，那就是：t80 = π²H² / (4Cv) × Tv其中 Tv 是时间因数，对于固结 80%，Tv 大概是 0.848。
把数字带进去算算，H = 5 米，Cv = 0.005 m²/d ，可得t80 = π²×5² / (4×0.005) × 0.848 ≈ 3391 天。
您瞧瞧，这一算就知道大概得等这么久土才能固结到我们期望的程度。
在实际工程中，影响土固结时间的因素可多了去了。
比如说，土的不均匀性，有的地方土松一点，有的地方土紧一点，那固结的速度就不一样。
还有周围的环境，要是下雨了，水多了，也会影响固结的进程。
所以啊，用这个土固结时间计算公式的时候，可不能生搬硬套，得结合实际情况，多考虑考虑各种因素。