浅谈压实填土先期固结压力的试验研究
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表 3 不同压实度土的先期固结压力
压实度 K（%）
85.3
89.0
89.8
91.8
93.7
先期固结压力（Kpa）
178.2
220.8 163.7
207.1
241.0
图 6 压实度 K=91.8%的 log（1+e）-logp 曲线
图 3 压实度 K=85.3%的 log（1+e）-logp 曲线 图 4 压实度 K=89.0%的 log（1+e）-logp 曲线 图 5 压实度 K=89.8%的 log（1+e）-logp 曲线
结果，分析确定了填土的先期固结压力。 二、试验方法和结果
按照现行《公路土工试验规程》（JTJ 051-93）进行了
土性基本物理参数、击实、压缩等试验。
土样取自重庆常见的页岩风化土，其基本物理力学指标
如表 1 所示。 表 1 试验用土基本物理性质指标
指标
G WL（%） WP（%） IP
最大 干密度
最佳 含水量
作。
第4期
张 超：浅谈压实填土先期固结压力的试验研究
205
三、先期固结压力分析
先期固结压力的确定目前主要采用卡氏方法，即在 e—logp（图 2）曲线上找到曲率半径最小的点，所对应的压 力即为先期固结压力。最小曲率半径点的确定受人为因素影 响较大，不够准确且麻烦。
A.Sridharan[1]提出采用 log（1+e）、logp 的方法，将 e—logp 关系变为 log（1+e）—logp 关系，log（1+e）—logp 曲线变成折线，两条直线交点对应的压力即为先期固结压力。
固结压力时，土处于弹性再压缩阶段，这一阶段所发生的压
缩变形主要是弹性变形；当压力大于土的先期固结压力时，
土的压缩变形包括弹性变形、固结变形和蠕变变形，其中，
固结变形是主要的。因此，填土碾压强制固结所形成的先期
固结压力成为分析路堤自身压缩沉降的重要指标。
本文在室内进行了不同压实度土的压缩试验，根据试验
摘 要：土体的先期固结压力是判断土体应力历史的一个指标。压实填土碾压强制固结所形成的先期固结压力则是
高填方路堤自身变形分析中一个重要的计算参数。因此，方便、准确地测得先期固结压力尤为重要。本文根据
A.Sridharan 提出的理论研究进行试验分析，提出了一种新的确定方法：lgp－lg（1+e）折线拟合法。
数值 2.63
32
21
11
2．094g/cm3
11．30%
根据击实试验所测得的数据，按最佳含水量配备土料， 针对路基填土压实度的一般范围，击实成型压实土，取样进 行压缩试验。试验得出的结果见表 2，相应的 e—p 曲线如图 1 所示。
表 2 压缩试验结果
含水量（%） 11．33
干密度ρ（0 g/cm3） 1.988 试样状态
第 11 卷 第 4 期 2011 年 4 月
中国水运 China Water Transport
Vol.11 April
No.4 2011
浅谈压实填土先期固结压力的试验研究
张 超 1，夏利明 2，高培德 2
（1 重庆市高新工程勘察设计院有限公司，重庆 400042； 2 重庆 607 勘察实业总公司，重庆 400056）
参考文献 [1] A.Sridharan 、 B.M.Abranbam and B.T.Jose.Improved
technique for estimation of preconsolidation pressure[J]. Geotechnique，1991，（2）. [2] 张洵亚，曹民平.先期固结压力测定改进法[J].西部探矿工 程，2000，5. [3] JTJ 051-93，公路土工试验规程[S].人民交通出版社，1993.
A.Sridharan 曾经用许多不同性质土样验证了方法的正 确性，并得出卡氏方法确定的先期固结压力偏大的结论。张 洵亚等[2]采用这种方法研究分析了黄土的先期固结压力问 题，也论证了方法的正确性。
采用这种方法进行回归，相关系数均在 0.95 以上，结果 是可以利用的。但同时也发现，数据对结果较敏感，在取对 数时，小数点后应保留较多的位数。整理分析上述试验数据， 得出图 3～图 7 的结果和表 3 所示的先期固结压力。
图 7 压实度 K=93.7%的 log（1+e）-logp 曲线 由表 3 的结果可见，除个别情况如压实度 K=89.8%的 先期固结压力偏低外，在整体上，表现出随压实度的增加， 先期固结压力增大的趋势。当压实度在 85%、90%、93%左 右时，其先期固结压力分别在 180Kpa、200Kpa、240Kpa 左右，90%~93%之间的增幅较大。 四、结论与建议 山区路堤多为土石混合填料，其填筑密度一般在 20kn/ m3～23kn/m3，如按 21kn/m3 计，根据上述先期固结压力 试验结果，当路堤压实度达到规范规定的 90%时，可以认为， 在 10m 高度以内的路堤，可以不考虑自身固结沉降，当路堤 高度大于 10m 后，应进行路堤自身固结沉降的分析。 本文仅根据一种土质的有限试验得出初步结果，土质的 改变是否对先期固结压力有影响，以及结果的普遍性等都有 待扩大试验量进行进一步的分析论证。
1
10
压力 lgp 100Kpa
图 1 e-p 曲线
k=93.7% k=91.8% k=89.8% k=89.0% k=85.3%
100
k=93.7% k=91.8% k=89.8% k=8Leabharlann Baidu.0% k=85.3%
5
10
15
20
压力 P 100Kpa
图 2 e-lgp 曲线
收稿日期：2011-03-03 作者简介：张 超（1978-），男，山东济宁人，重庆市高新工程勘察设计院有限公司工程师，主要从事岩土工程勘察工
压实度 K（%） 85.3
11．32 11．23 11．43 11．30 2.076 2.094 2.139 2.184 89.0 89.8 91.8 93.7
孔隙比 e
孔隙比 e
固结压力
0
12.5kpa
25kpa
50kpa
100kpa
200kpa
300kpa
400kpa
800kpa
1600kpa
0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05
0 0.1
0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05
0 0
0.4728 0.4703 0.4701 0.4691 0.4690 0.4639 0.4554 0.4498 0.4395 0.4124
孔隙比 e 0.4100 0.3970 0.3701 0.3403 0.4080 0.3954 0.3680 0.3382 0.4073 0.3947 0.3667 0.3371 0.4.65 0.3929 0.3641 0.3355 0.4044 0.3926 0.3617 0.3339 0.4023 0.3872 0.3581 0.3304 0.3996 0.3822 0.3534 0.3272 0.3986 0.3787 0.3517 0.3244 0.3943 0.3613 0.3432 0.3188 0.3789 0.3545 0.3352 0.3054
高填方路堤在山区公路中较为普遍，路堤自身的压缩沉
降成为近年来研究的重点内容之一。同土的普遍沉降规律一
样，路堤填土的沉降也可分为瞬时沉降、固结沉降和蠕变沉
降。对一般填土而言，固结沉降是关注的重点。因此，路堤
自身是否会产生沉降，产生多大的沉降，在很大程度上取决
于填土的高度和填料的压实度。
由土的压缩曲线规律可知，当土所受的压力小于其先期
关键词：路堤压实填土；先期固结压力；lgp－lg（1+e）折线法；方法适用性
中图分类号：P679.1
文献标识码：A
文章编号：1006-7973（2011）04-0204-02
一、前言
路堤填土碾压的过程实际上是填土强制固结的过程。填
土压实度的大小，决定了填土的强度和变形特性，在很大程
度上也决定了路堤的稳定性和沉降。
压实度 K（%）
85.3
89.0
89.8
91.8
93.7
先期固结压力（Kpa）
178.2
220.8 163.7
207.1
241.0
图 6 压实度 K=91.8%的 log（1+e）-logp 曲线
图 3 压实度 K=85.3%的 log（1+e）-logp 曲线 图 4 压实度 K=89.0%的 log（1+e）-logp 曲线 图 5 压实度 K=89.8%的 log（1+e）-logp 曲线
结果，分析确定了填土的先期固结压力。 二、试验方法和结果
按照现行《公路土工试验规程》（JTJ 051-93）进行了
土性基本物理参数、击实、压缩等试验。
土样取自重庆常见的页岩风化土，其基本物理力学指标
如表 1 所示。 表 1 试验用土基本物理性质指标
指标
G WL（%） WP（%） IP
最大 干密度
最佳 含水量
作。
第4期
张 超：浅谈压实填土先期固结压力的试验研究
205
三、先期固结压力分析
先期固结压力的确定目前主要采用卡氏方法，即在 e—logp（图 2）曲线上找到曲率半径最小的点，所对应的压 力即为先期固结压力。最小曲率半径点的确定受人为因素影 响较大，不够准确且麻烦。
A.Sridharan[1]提出采用 log（1+e）、logp 的方法，将 e—logp 关系变为 log（1+e）—logp 关系，log（1+e）—logp 曲线变成折线，两条直线交点对应的压力即为先期固结压力。
固结压力时，土处于弹性再压缩阶段，这一阶段所发生的压
缩变形主要是弹性变形；当压力大于土的先期固结压力时，
土的压缩变形包括弹性变形、固结变形和蠕变变形，其中，
固结变形是主要的。因此，填土碾压强制固结所形成的先期
固结压力成为分析路堤自身压缩沉降的重要指标。
本文在室内进行了不同压实度土的压缩试验，根据试验
摘 要：土体的先期固结压力是判断土体应力历史的一个指标。压实填土碾压强制固结所形成的先期固结压力则是
高填方路堤自身变形分析中一个重要的计算参数。因此，方便、准确地测得先期固结压力尤为重要。本文根据
A.Sridharan 提出的理论研究进行试验分析，提出了一种新的确定方法：lgp－lg（1+e）折线拟合法。
数值 2.63
32
21
11
2．094g/cm3
11．30%
根据击实试验所测得的数据，按最佳含水量配备土料， 针对路基填土压实度的一般范围，击实成型压实土，取样进 行压缩试验。试验得出的结果见表 2，相应的 e—p 曲线如图 1 所示。
表 2 压缩试验结果
含水量（%） 11．33
干密度ρ（0 g/cm3） 1.988 试样状态
第 11 卷 第 4 期 2011 年 4 月
中国水运 China Water Transport
Vol.11 April
No.4 2011
浅谈压实填土先期固结压力的试验研究
张 超 1，夏利明 2，高培德 2
（1 重庆市高新工程勘察设计院有限公司，重庆 400042； 2 重庆 607 勘察实业总公司，重庆 400056）
参考文献 [1] A.Sridharan 、 B.M.Abranbam and B.T.Jose.Improved
technique for estimation of preconsolidation pressure[J]. Geotechnique，1991，（2）. [2] 张洵亚，曹民平.先期固结压力测定改进法[J].西部探矿工 程，2000，5. [3] JTJ 051-93，公路土工试验规程[S].人民交通出版社，1993.
A.Sridharan 曾经用许多不同性质土样验证了方法的正 确性，并得出卡氏方法确定的先期固结压力偏大的结论。张 洵亚等[2]采用这种方法研究分析了黄土的先期固结压力问 题，也论证了方法的正确性。
采用这种方法进行回归，相关系数均在 0.95 以上，结果 是可以利用的。但同时也发现，数据对结果较敏感，在取对 数时，小数点后应保留较多的位数。整理分析上述试验数据， 得出图 3～图 7 的结果和表 3 所示的先期固结压力。
图 7 压实度 K=93.7%的 log（1+e）-logp 曲线 由表 3 的结果可见，除个别情况如压实度 K=89.8%的 先期固结压力偏低外，在整体上，表现出随压实度的增加， 先期固结压力增大的趋势。当压实度在 85%、90%、93%左 右时，其先期固结压力分别在 180Kpa、200Kpa、240Kpa 左右，90%~93%之间的增幅较大。 四、结论与建议 山区路堤多为土石混合填料，其填筑密度一般在 20kn/ m3～23kn/m3，如按 21kn/m3 计，根据上述先期固结压力 试验结果，当路堤压实度达到规范规定的 90%时，可以认为， 在 10m 高度以内的路堤，可以不考虑自身固结沉降，当路堤 高度大于 10m 后，应进行路堤自身固结沉降的分析。 本文仅根据一种土质的有限试验得出初步结果，土质的 改变是否对先期固结压力有影响，以及结果的普遍性等都有 待扩大试验量进行进一步的分析论证。
1
10
压力 lgp 100Kpa
图 1 e-p 曲线
k=93.7% k=91.8% k=89.8% k=89.0% k=85.3%
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k=93.7% k=91.8% k=89.8% k=8Leabharlann Baidu.0% k=85.3%
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压力 P 100Kpa
图 2 e-lgp 曲线
收稿日期：2011-03-03 作者简介：张 超（1978-），男，山东济宁人，重庆市高新工程勘察设计院有限公司工程师，主要从事岩土工程勘察工
压实度 K（%） 85.3
11．32 11．23 11．43 11．30 2.076 2.094 2.139 2.184 89.0 89.8 91.8 93.7
孔隙比 e
孔隙比 e
固结压力
0
12.5kpa
25kpa
50kpa
100kpa
200kpa
300kpa
400kpa
800kpa
1600kpa
0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05
0 0.1
0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05
0 0
0.4728 0.4703 0.4701 0.4691 0.4690 0.4639 0.4554 0.4498 0.4395 0.4124
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高填方路堤在山区公路中较为普遍，路堤自身的压缩沉
降成为近年来研究的重点内容之一。同土的普遍沉降规律一
样，路堤填土的沉降也可分为瞬时沉降、固结沉降和蠕变沉
降。对一般填土而言，固结沉降是关注的重点。因此，路堤
自身是否会产生沉降，产生多大的沉降，在很大程度上取决
于填土的高度和填料的压实度。
由土的压缩曲线规律可知，当土所受的压力小于其先期
关键词：路堤压实填土；先期固结压力；lgp－lg（1+e）折线法；方法适用性
中图分类号：P679.1
文献标识码：A
文章编号：1006-7973（2011）04-0204-02
一、前言
路堤填土碾压的过程实际上是填土强制固结的过程。填
土压实度的大小，决定了填土的强度和变形特性，在很大程
度上也决定了路堤的稳定性和沉降。