土先期固结压力试验论文
土工固结试验的影响因素和改进措施
土工固结试验的影响因素和改进措施摘要：本文分析了土工固结试验的原理和影响试验质量的因素，提出了具体的改进措施，供大家参考。
关键词: 固结试验勘察压缩模量1前言在岩土工程勘察中，土工试验是整个勘察过程的一个重要环节。
因为勘察中取的各层土试样，都要经过物理性质及力学性质试验，取得各层土的物理性质及力学性质数据，才能准确的评价各层土的工程特性，为设计、施工应用。
在土工试验的各指标中，土的固结试验是取得土的力学性质指标的一个重要环节。
因为土的固结试验所取得的压缩系数，对评价土的压缩性是一个关键数据，由此求得的压缩模量，是计算地基沉降的主要指标。
所以土的固结试验是岩土工程勘察过程的一个重要部分。
目前，我们在岩土工程勘察中，大量的工程都是一般厂房及一般住宅楼，固结试验加荷至8O0kpa即可以满足要求。
而高层建筑需做高压固结。
这大量的岩土工程勘察，进行着大量土工试验，所以一般性的固结试验是岩土工程技术人员和土工试验人员每天都能接触的试验。
它也是一般建筑物设计施工的一个重要指标，这个指标准确与否，直接牵扯着建筑的经济合理性及安全稳定性。
所以我们认为固结实验在实际应用中是非常重要的。
2 固结试验原理地基土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积亦减少，因而引起土层的压缩变形。
然而，由于受到土中孔隙细小、通道复杂的限制和约束，土中水的排出不会在荷载加上就马上实现，而是需要一定的时间才得以完成。
而完成压缩的时间长短取决于土层的厚度、排水的条件以及土的结构或者说土的渗透系数的大小。
固结试验测得的结果是土的最终的可压缩性质参数，因而试验中要保证各级荷载作用下土样得以充分固结。
3 固结试验的影响因素影响固结试验质量的因素是多方面的，包括取土质量、仪器设备、操作过程与方式以及气候、环境、人为等等。
人为、气候及环境三个因素是客观存在的，可以改善或校正，但不可能完全排除。
而突出影响固结试验质量的还是取土质量、仪器设备及操作三个重要因素。
室内试验综合评估土前期固结压力
室内试验综合评估土前期固结压力摘要：土的前期固结压力是土非常重要的指标，目前使用单一方法评估土的固结试验结果有相当的不确定性，本文通过介绍目前国际上比较常用的分析固结试验结果的方法，以及采用三轴仪器进行K0固结试验确定土的前期固结压力的方法，提出对室内试验结果进行综合评估的建议。
本文还结合某跨海工程的勘察结果，采用所述方法进行评估，验证及对比其适用性，为判别土的前期固结压力的试验方法提出参考。
关键词：前期固结压力; 固结压缩试验 ; k0固结引言前期固结压力顾名思义，即土在历史上受到过的最大的有效应力，是反映岩土应力历史最重要的指标。
土的应力历史对认识土的强度和变形等性质具有非常重要的意义，准确的判定土的前期固结压力，对工程可靠度、工程经济上皆有重要的意义。
土的前期固结压力可根据地层沉积历史、室内试验结果、原位测试结果等方法确定。
后两种方法主要是根据试验中反映出来土的力学行为在前期固结压力前后的变化的规律来判别前期固结压力。
针对土的前期固结压力的室内试验主要有强度试验和变形试验两种。
强度试验需要对同一种土进行多次试验以分析其强度变化来识别土的前期固结压力，因此需要大量的试验，工程界使用较少，固结压缩试验是目前最主要的试验手段。
1.固结压缩试验结果的评估采用侧限固结试验是国内外目前最常用的判别土样的前期固结压力的手段。
很多学者研究出了多种根据一维固结试验识别土的前期固结压力的方法，这些方法基本上都基于分析土在不同的应力历史阶段体现出不同的应力-应变变化关系，采用各种不同的数学方法“寻找”土的应力-应变在前期固结压力附近的变化特征点。
各国规范主流做法是使用作图法分析固结试验结果以判定土的前期固结压力。
其中卡萨格兰德法(Casagrande)是运用最为广泛的方法。
然而实际操作中，往往由于如试样受扰动、试验增量幅值过大、试样尺寸不合理、试验曲线形状变化不明显等多因素，采用单一评估方法可能导致前期固结压力值误差较大。
关于土的前期固结压力试验中几个问题的探讨_周永
关键词： 前期固结压力，最小曲率半径，土层自重压力
中图分类号： TU432
文献标识码： A
0 引言
前期固结压力 pc 是指土层在地质历史上曾经承受过的最大 有效压力，同时又 是 在 该 荷 载 下 达 到 固 结 稳 定 的，只 是 后 来 由 于
某种地质运动等原因，使土层形成了目前的上覆荷载情况。这一
曲线的法线，若其 中 有 几 对 法 线 相 交，则 在 其 中 选 择 交 点 距 离 曲
线为最近的一对法线所做的小曲线段。再将此曲线段继续等分，
按上述方法找出 更 小 的 曲 线 段，直 到 找 出 的 曲 线 段 甚 短 时，即 将
此曲线段的中点 O 定为曲线半径最小的一点（ 此法以下简称①
法） 。此法较为繁琐，且易受人为因素影响，如遇到有些曲线没有
0.750
0.710
pc=450 kPa
0.670
孔隙比 e
0.630
Rmin
0.590
0.550
0.510
0.470 10
100
1 000
10 000
压力 p/kPa
图 3 纵坐标比例尺选用过大的 e—logp 曲线形状
孔隙比 e
0.750 0.710 0.670 0.630 0.590 0.550 0.510 0.470
机械工业部操 作 规 程 规 定 加 荷 等 级 为： 10 kPa，20 kPa，40 kPa， 60 kPa，80 kPa，100 kPa，150 kPa，200 kPa，300 kPa，400 kPa， 600 kPa，800 kPa，1 000 kPa，水利部及国家土工试验方法标准则 规定 为： 12． 5 kPa，25 kPa，50 kPa，100 kPa，200 kPa，400 kPa， 800 kPa，1 600 kPa，3 200 kPa，笔者认为后者的荷重等级比较适
土的固结试验方法及其原理和应用研究
土的固结试验方法及其原理和应用研究摘要：本文主要是针对土固结的实际情况，有针对性的展开了更为详细的研究与讨论。
尤其是在建筑物的基础沉降以及施工管理中，地基的稳定性是保证其之后施工最为基础且关键的存在。
而如果想要真正意义上地将土固结的价值与优势展现出来，就应该从多个不同的角度就进行分析。
基于此，本文也是从土固结的实验方法、土固结的原理、土固结的应用研究，三个角度展开了更为深入且细致的分析，以期为建筑行业施工的安全性，提供更为完善的项目、数据信息参考。
关键词：土的固结；实验方法；原理；应用研究引言：在社会主义市场经济飞速发展的时代背景下，为了能够满足群众多样化的生产与生活需求，也应该进一步地加强对土固结实验方法的详细分析，这样也就能够为建筑工程项目施工的安全性以及整体优势提升，提供更为完善的基础引导与帮助。
土基作为建筑物施工中最为基础的存在，其自身的质量能够直接地影响到之后项目施工的有效开展。
只有对于土固结实验的详细研究与分析，才能够很好地减少以往施工中的不合理问题，带动我国相关行业综合素质能力的全面提升。
一、土固结的实验方法（一）标准固结试验针对建筑工程项目施工的实际情况，积极地加强对土固结实验的研究与分析，也能够很好地为之后固结工作的合理性推进提供有效的帮助。
其中，相对标准、科学的固结实验，主要强调的就是以每一级别和加压的等级作为基础的组成部分，主要也是从12.5-3200kPa。
每一个级别的压力都是大于上覆土层的计算压力。
当土层固结24小时或者是每小时的固结在0.01毫米左右时，就能够呈现出比较明显的固结稳定标准，以此为之后各组模型与数据信息的测量提供帮助。
（二）快速固结试验快速固结实验的开展，对于沉降计算的精准度要求相对较低，只有保证土层的渗透性能比较强，才能够为之后实验工作的精准与有效推进，奠定更为完善的基础帮助。
这种比较常见的实验方式，主要就是将荷重固结在合理的范围内。
并在一个小时的时间内对其标准进行设计，这样也就能够为之后比例的精准确定与修整提供帮助。
前期固结压力对沉降的影响研究
前期固结压力对沉降的影响研究要：土层应力历史与土层的性质如压缩性等有着重要关系，只有确定土层应力历史后，才能正确划分土层固结状态。
而前期固结压力即土层历史上曾经承受过的最大固结压力又是了解土层应力历史的重要指标，它是一个非常有用的概念和物理量。
并且，由于不同固结状态下的土体沉降量计算方法有异，因此，在沉降计算中考虑前期固结压力的影响，能够使得计算结果更加符合实际情况。
关键词：土层应力历史；前期固结压力；土体沉降1 土层应力历史土层的应力历史是指在历史过程中土的应力变化情况。
土层的应力历史与土层的力学等性质密切相关，并且影响着土层的应力状态。
在进行施工设计前，应当准确地确定土层应力历史，这样才能正确地划分土层的固结状态。
否则，由于设计因素掌握不足会使得设计过于浪费或是不安全。
历史应力会压缩土体，一般情况下，前期应力压缩大，然后逐渐减小，直到后期应力平衡不再产生压缩。
工程设计中应当考虑土体在卸除负载后的回弹。
2 土层的固结2.1 土层的固结压力土体压缩是指土体颗粒在外力作用下重新排列使得体积缩小的现象。
一般情况下，孔隙水和土粒本身的压缩量可以忽略不计，土体的压缩全是由土中孔隙体积减小的结果。
土体的压缩随时间增长的过程就叫做土的固结。
而使土体固结或压缩的力称为固结压力。
而土层历史上曾经承受过的最大固结压力，也就是地质历史上土体在固结过程中所承受的最大有效应力，称为前期固结压力。
对于地基土层，固结压力主要包括土的自重压力和由外荷引起的附加压力两种。
饱和的新沉积土中颗粒处于悬浮状态，在自重压力作用下，土体逐渐固结，这类自重压力就是一种固结压力。
而对于经历了漫长地质年代并且已经完全固结的土层，此时的自重压力已不再起作用，只有附加压力才能进一步引起土层的进一步压缩，而这时的附加压力即是另一种固结压力。
2.2 土层的固结状态经过漫长的地质年代，由于各种地质作用，如搬运、剥蚀和堆积等形式，形成了今天的天然土层。
在土层形成历史中曾受过的最大有效固结压力称为前期固结压力，而前期固结压力与现有上覆压力之比则表示超固结比（Ocr），根据超固结比的大小可将土层划分为正常固结、超固结和欠固结三种固结状态。
浅谈压实填土先期固结压力的试验研究
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。
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
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
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
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。
用快剪试验推求先期固结压力
用快剪试验推求先期固结压力李怀辉;张云;史卜涛;胡磊【摘要】土体先期固结压力是判断土体应力历史的关键性指标.依据Wroth在一维固结条件下提出的不排水强度与超固结比(OCR)的关系式,利用快速直剪的剪切强度计算临界状态孔隙水压力系数Λ0,从而计算出OCR以及先期固结压力.对南京某黏土的重塑饱和黏土的试验分析结果表明,快剪试验确定的超固结比与设计超固结比基本一致,因此可作为求解土体先期固结压力的一个途径.%The preconsolidation pressure of soil is a very important index to decide the history of soil stress.In this paper,based on the relationship between undrained shear strength and over consolidation ratio (OCR) proposed by Wroth C.P.under one-dimensional consolidation condition,the critical state pore wat er pressure coefficient(Λ0) is calculated by the quick shear strength,and then OCR and pre-consolidation pressure can be obtained.The test resuits of the saturated remolded clay acquired in Nanjing show that the calculated OCR is approximately equal to the design,indicating the proposed method can be used as an way to determine the pre-consolidation pressure.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2018(046)001【总页数】4页(P115-118)【关键词】先期固结压力;直剪试验;强度参数【作者】李怀辉;张云;史卜涛;胡磊【作者单位】南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210046;南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210046;南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210046;南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210046【正文语种】中文【中图分类】TU411土体应力历史对土体变形、强度特性的影响越来越受到重视。
土的先期固结压力和结构性研究
先期固结压力指的是天然土层在地质历史过程中受到的最大的有效固结压力。
通常把土的先期固结压力来判断土长期受到的应力历史情况。
在不同应力历史的土层变形研究中土的先期固结压力值同样也被当作一个非常重要的计算参数来看待[在工程的设计和研究过程中先期固结压力指标都应该被充分考虑，使建筑物的设计情况更接近工程实际的情况,使工程设计图纸更加优化合理，这一指标对保证建筑物的安全具有重要的意义，同时也可以通过合理优化设计来降低工程成本。
所以准确确定先期固结压力是工程人员应该注意的问题。
1 先期固结压力理论1。
1 传统的先期固结压力理论把土体在其应力历史中荷载对土体的压缩变形作为研究基础是传统的先期固结压力理论的特征。
先期固结压力用 Pc 符号表示。
判断土体应力历史的时候先期固结压力被作为一个非常关键的指标。
地基沉降计算中受到先期固结压力值的影响非常的大。
我们所说的超固结比是指先期固结压力和当今的土层上面覆盖的土的自重应力的比，用 OCR 符号来表示，土的天然压密状态这个指标我们经常用超固结比这个指标来描述。
国内广泛分布南方红土、东北黄土状土、长江中下游下蜀土等粘土。
通过对这些广泛分布的具有地质特征的土进行的地质研究发现，以上各种土体的 Pc 值除了和土的应力历史紧密联系以外，它的大小还跟土的组成物质和结构特征有关系。
这些联系表现明显的土是老粘土。
粘性土体的结构特征和物质组成各具独特的性质，原因在于它们各自形成过程的不同,各自的地质经历以及形成的环境的不同,这些土体相对应的先期固结压力值也千差万别，而且对于同一种类型的土体的 Pc 值在地质剖面上的变化情况也比较显著。
本文主要就花岗岩残积红土、黄土状土和下蜀土的基本物理特性进行对比分析，通过对他们的形成环境、物质组成和结构特征进行比较分析，来分析哪些影响因素决定了先期固结压力值的大小。
期望通过研究使土的 Pc 值在建筑行业中得到有效运用。
（1）各类粘性土的组成和结构特点土的形成经历了漫长的沉淀,它的物理化学以及力学特性复杂而且多变。
土的弹塑性与先期固结压力的实验研究
2
图1
弹塑性与先期固结压力
图 2 土的回弹曲线和再压缩曲线 天然土在自然界中其实也早已受过了很多力 ， 天然土在自然界中其实也早已受过了很多力， 从最开始 先期固结压力对它产生一定的压缩力致使它受到压缩力， 先期固结压力对它产生一定的压缩力致使它受到压缩力 ， 而 且在自然界中土壤也经受了不少化学反应， 且在自然界中土壤也经受了不少化学反应 ， 或者是物理反 应 。 特别是在雨水的洗礼下 特别是在雨水的洗礼下， ， 天然土最上层的土壤被水冲刷Doors ຫໍສະໝຸດ Windows分析研究与探讨
土的弹塑性与先期固结压力的实验研究
那 晶
东北煤田地质局沈阳测试研究中心
摘 要：塑性材料的物质的特性是一旦给了足够的力 塑性材料的物质的特性是一旦给了足够的力， ， 此材料就会发生永久的形变， 此材料就会发生永久的形变 ， 当然如果没有达到足够的力， 当然如果没有达到足够的力 ， 该物质就 会产生抵抗的弹力， 会产生抵抗的弹力， 这就是这种物质的弹塑性。 这就是这种物质的弹塑性 。土作为最常见的弹塑性物质 土作为最常见的弹塑性物质， ， 有实验证明土变形归结于先期固结压力的功劳， 有实验证明土变形归结于先期固结压力的功劳 ， 本 文就以改变土的弹性和塑性为出发点， 文就以改变土的弹性和塑性为出发点 ， 经过实验再分析先期固结压力到底是改变了土的塑性， 经过实验再分析先期固结压力到底是改变了土的塑性 ， 还是改变了土的弹性， 还是改变了土的弹性 ， 还是两者皆 改变了。 改变了 。 关键词： 关键词 ：弹塑性 弹塑性； ； 先期固结压力； 先期固结压力 ； 压缩回弹
后移位， 后移位， 而对于下层土来说， 而对于下层土来说 ， 它受到的压力大小就有明显的下 降， 而且土也开始产生回弹力， 而且土也开始产生回弹力 ， 吸水膨胀， 吸水膨胀 ， 又回到了原来的状 态； 荷载又重新加入到土壤体内， 荷载又重新加入到土壤体内 ， 而且荷载量跟之前先期固结 压力的量相等， 压力的量相等 ， 于是土壤就有回到了最开始被压缩的状态， 于是土壤就有回到了最开始被压缩的状态 ， 弹 性力和塑性力相比， 性力和塑性力相比 ， 弹性力的花费明显要多些， 弹性力的花费明显要多些 ， 土壤的弹性形 变量要明显大于塑性形变量， 变量要明显大于塑性形变量 ， 可绘制出压缩回弹曲线 （图 2） 。 下面通过对天然原状土和重塑后的土样试验， 下面通过对天然原状土和重塑后的土样试验 ， 汇总几个 典型实验数据进行对比分析 （见表 1） 。 表 1 天然土与重塑土压缩回弹实验对比
土的先期固结压力和结构性研究
个非常重要的计算参数来看待[在工程的设计和研究过程中先期固结压力指标都应该被充分考虑，使建筑物的设计情况更接近工程实际的情况，使工程设计图纸更加优化合理，这一指标对保证建筑物的安全具有重要的意义，同时也可以通过合理优化设计来降低工程成本。
所以准确确定先期固结压力是工程人员应该注意的问题。
1先期固结压力理论1.1传统的先期固结压力理论把土体在其应力历史中荷载对土体的压缩变形作为研究基础是传统的先期固结压力理论的特征。
先期固结压力用Pc 符号表示。
判断土体应力历史的时候先期固结压力被作为一个非常关键的指标。
地基沉降计算中受到先期固结压力值的影响非常的大。
我们所说的超固结比是指先期固结压力和当今的土层上面覆盖的土的自重应力的比,用OCR 符号来表示，土的天然压密状态这个指标我们经常用超固结比这个指标来描述。
国内广泛分布南方红土、东北黄土状土、长江中下游下蜀土等粘土。
通过对这些广泛分布的具有地质特征的土进行的地质研究发现，以上各种土体的Pc 值除了和土的应力历史紧密联系以外，它的大小还跟土的组成物质和结构特征有关系。
这些联系表现明显的土是老粘土。
粘性土体的结构特征和物质组成各具独特的性质，原因在于它们各自形成过程的不同，各自的地质经历以及形成的环境的不同，这些土体相对应的先期固结压力值也千差万别，而且对于同一种类型的土体的Pc 值在地质剖面上的变化情况也比较显著。
本文主要就花岗岩残积红土、黄土状土和下蜀土的基本物理特性进行对比分析，通过对他们的形成环境、物质组成和结构特征进行比较分析，来分析哪些影响因素决定了先期固结压力值的大小。
期望通过研究使土的Pc 值在建筑行业中得到有效运用。
（1）各类粘性土的组成和结构特点土的形成经历了漫长的沉淀，它的物理化学以及力学特性复杂而且多变。
岩石的物理风化和化学风化作用决定了土的物质的组成成分。
由于长时间的风化、剥蚀等外力作用，地壳表面比较坚硬的岩石被外力分成形状不同的颗粒，这些颗粒在各种不同种类的外界力的作用下，被带到相对稳定的环境下沉积下来，常年积累就产生了土。
原状结构性土先期固结压力的确定与分析
受取样方法的限制以及人 为等因素的影 响，再加 土样取出后本身应力条件的改变等因素的影 响 ，目前
所取得的土样不免都受到不同程度的扰动 ，因此从严 格意义上讲 ，现场所 取得 的土样基本 为扰动 的。由于
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０ １— ３—１ １
作者简介 ：鲍胜国 （９ １一 ，男 ，蒙古 族 ，辽宁葫 芦 岛人 。工程 １７ ）
２１ ０２年第 １ （ 期 总第 １０期） ６
例 ，说 明确定先期固结压力 的主要计算过程 。 （ ）根据室内压 缩试 验 得 出 的原 状 样压 缩 曲线 １
和 回弹曲线 （ １ ，分 别求得 理想 重塑 土 的压 缩指 图 ）
数 Ｃ ＝ ． ８ ，回弹指数 ＝ ．５ ， Ｏ１３ ０ ０ ６以及 所 对应 的压 力值 Ｐ ＝ ８ Ｐ ； ￡ ２０ ２ｋ ａ
关键词 ：结构性 土；先期 固结压 力；ｅ ｇ —ｌＰ曲线法 ；变形量
中图分类号 ：Ｔ ４ ３ １ Ｕ １ ．
０ 引言
文献标 志码 ：Ａ
文章编号 ：１０ — ８ ５ ２ １ ）１ ０ ８ ０ ０ ３ ８ ２ （０ ２ ０ — ０ ５— ４
对土样的扰动 ，造 成原状土样 的实际状态破坏 ，对土
师，主要从事地基处理方面的工作。Ｅ ｍ ｉ Ｂｏｈ ｎｇｏ － ａｌ ａｓｅｇｕ ：
＠ ｇ ｔｅ． ｏ 。 ｄｘ ｔｃ ｒ ｎ
１ ２ 改进法先期 固结压力的确定过程 ． 根据式 （ ）和式 （ ） １ ２ ，通 过 １组试验数 据为算
・
８ ・ ６
路 基 工 程 Ｓｂｒ ｅ ｎｉ ｅｎ ｕｇ ｄ ｇ ｅ ｉ ａ Ｅ ｎ ｒｇ
在软土的结构性判别方法 中 ，王 国欣 对李涛数学
室内确定地基土前期固结压力的试验方法及试验要点的探讨
室内确定地基土前期固结压力的试验方法及试验要点的探讨曹晓娟【摘要】阐述土的先期固结压力的意义,详细介绍了室内确定先期固结压力的试验方法,以及室内确定先期固结压力的影响因素及试验注意事项.【期刊名称】《铁道勘察》【年(卷),期】2007(033)003【总页数】2页(P76-77)【关键词】土的先期固结压力;试验方法;影响因素;试验条件【作者】曹晓娟【作者单位】铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津,300251【正文语种】中文【中图分类】U21 先期固结压力的意义土层在历史上受过的最大有效压力，即在该荷载作用下，土的压缩已达到稳定状态，这个压力称为土的先期固结压力，以Pc表示。
由于地质运动作用或人为因素，所受的荷载发生了变化，便形成目前的上覆荷载P0。
土的先期固结压力是反映土层应力历史的重要指标，土的强度、压缩性能都与土的应力历史有关。
土的应力历史可分为三种状态。
(1)正常压密状态：土层历史上受过的有效压力等于目前的上覆荷载，即Pc=P0；典型土类为一般黏性土。
(2)超压密状态：土层承受过较目前的上覆荷载更大的荷载，即Pc>P0；典型土类为老黏性土。
(3)欠压密状态：在目前上覆压力作用下，土层固结尚未稳定，即Pc<P0；典型土类为新近沉积黏性土、海相厚层淤泥及新近堆积黄土等。
上述三种状态可用超固结比OCR来表示(OCR=Pc/P0)；当OCR=1时，属正常压密状态；OCR>1时，属超压密状态；OCR<1时，属欠压密状态。
土的应力历史对土的工程性质有很大的影响，主要体现在以下几个方面：①对地基变形的影响。
在计算建筑物沉降时，需要考虑先期固结压力的影响。
②当(P0+ΔP)<Pc时，土体处于应力平衡状态范围内，可以不必再验算土的承载能力；当(P0+ΔP)>Pc时，土体原有的应力状态被破坏，需要验算土的承载力。
③欠压密土层对桩侧产生负摩擦力。
由于土在上覆荷载作用下未达到完全固结，土体持续下沉，会对桩侧产生向下剪应力，减少桩的承载能力。
土的先期固结压力与超固结比研究
土的先期固结压力与超固结比研究夏謇;陈小萍;邬江【摘要】超固结比OCR是工程地质中用于评价土体固结类型的一个指标，通过计算土自重应力P0和先期固结压力试验中得到先期固结压力Pc 2个参数计算求得。
文章通过对这2个参数的可靠性进行分析，认为：鉴于自重土应力的计算模型尚不够完善，以及先期固结压力试验的误差，导致超固结比计算结果的不准确，容易造成固结类型的误判。
%The over-consolidation ratio (OCR) is an indicator used to evaluate the soil consolidation type in engineering geology, which is calculated from gravity stress P0 and soil preconsolidation pressure Pc gained from the test. Through the analysis of the reliability of these two parameters above, given the gravity of soil stress calculation model is still not perfect, and the error of the preconsolidation pressure test leading to inaccurate results of the calculation of over-consolidation ratio, the paper concludes it is easy to cause miscalculation of consolidation types.【期刊名称】《江苏科技信息》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】4页(P72-75)【关键词】先期固结压力;自重土应力;有效自重土应力;超固结比【作者】夏謇;陈小萍;邬江【作者单位】江苏省水文地质海洋地质勘察院，江苏淮安 223005;江苏省水文地质海洋地质勘察院，江苏淮安 223005;江苏省水文地质海洋地质勘察院，江苏淮安 223005【正文语种】中文在岩土工程勘察中，通常需要对场地区域内土层固结类型进行评价，主要依据就是超固结比OCR指标，OCR>1为超固结；OCR=1为正常固结；OCR<1为欠固结。
天津市浅层地基土前期固结压力规律的研究
天津市滨海地区浅层地基土先期固结压力规律的研究摘要：本文从土层应力历史的角度，分析了先期固结压力产生的原因，指出在试验过程中测定先期固结压力的影响因素，得到了天津市滨海地区浅部地基土各土层先期固结压力c P 的分布特征，揭示了各土层的工程地质性质，为滨海地区地面沉降和工程设计提供了依据。
关键词：先期固结压力，分布规律，浅层土，天津滨海土的先期固结压力是指土层中某点在历史上承受过的最大的垂直有效应力，它反映了土在形成的地质年代中经受应力变化的情况，同时也反映了土层的应力历史。
在土力学中，研究土的固结应力状态、蠕变和应变速率一直是一个重要的课题，随着高层建筑物地基和城市地面沉降研究工作的发展，通过高压条件下的压缩试验了解土层的应力历史及固结性质，愈发显示出它在岩土工程中的重要性，同时也为准确计算地基土的沉降量和分析地面沉降机理提供了必要的参数和依据。
1.土的应力历史众所周知，土体不象弹性材料那样，应力与应变之间具有明确的对应关系，当应力消失以后，应变也不留任何痕迹地消失。
而土体与之不同的是，在受力以后，会或多或少地留下一些痕迹。
在土的压缩试验中，我们可以发现，原状土的e~log p 曲线，大致可以分成两个部分，当压力p 很小时，曲线接近于水平线，而当压力p 超过某一范围时，则成为向下斜且接近于直线的另一部分。
这两条直线的交点所对应的压力就相当于历史上预压过的压力，习惯上称为先期固结压力，记作c p 。
所谓应力历史，主要是研究先期固结应力的大小、测定c p 的方法和先期固结压力对于土的应力应变性质的影响等。
先期固结压力的意义是：当压力p 小于c p 时，土的变形很小，也可以这样认为，这个土在过去的历史中，曾经在一个大于等于c p 的压力下达到变形稳定（即固结）。
因此，通常用先期固结压力把土层沉积区分为正常固结土、超压密土和欠压密土，亦即0p p c =时认为是正常固结土，0p p c >时为超压密土，0p p c <时为欠压密土。
土的先期固结压力和结构性研究
先期固结压力指的是天然土层在地质历史过程中受到的最大的有效固结压力。
通常把土的先期固结压力来判断土长期受到的应力历史情况。
在不同应力历史的土层变形研究中土的先期固结压力值同样也被当作一个非常重要的计算参数来看待[在工程的设计和研究过程中先期固结压力指标都应该被充分考虑，使建筑物的设计情况更接近工程实际的情况，使工程设计图纸更加优化合理，这一指标对保证建筑物的安全具有重要的意义，同时也可以通过合理优化设计来降低工程成本。
所以准确确定先期固结压力是工程人员应该注意的问题。
1 先期固结压力理论1.1 传统的先期固结压力理论把土体在其应力历史中荷载对土体的压缩变形作为研究基础是传统的先期固结压力理论的特征。
先期固结压力用Pc 符号表示。
判断土体应力历史的时候先期固结压力被作为一个非常关键的指标。
地基沉降计算中受到先期固结压力值的影响非常的大。
我们所说的超固结比是指先期固结压力和当今的土层上面覆盖的土的自重应力的比, 用OCR 符号来表示，土的天然压密状态这个指标我们经常用超固结比这个指标来描述。
国内广泛分布南方红土、东北黄土状土、长江中下游下蜀土等粘土。
通过对这些广泛分布的具有地质特征的土进行的地质研究发现，以上各种土体的Pc 值除了和土的应力历史紧密联系以外，它的大小还跟土的组成物质和结构特征有关系。
这些联系表现明显的土是老粘土。
粘性土体的结构特征和物质组成各具独特的性质，原因在于它们各自形成过程的不同，各自的地质经历以及形成的环境的不同，这些土体相对应的先期固结压力值也千差万别，而且对于同一种类型的土体的Pc 值在地质剖面上的变化情况也比较显著。
本文主要就花岗岩残积红土、黄土状土和下蜀土的基本物理特性进行对比分析，通过对他们的形成环境、物质组成和结构特征进行比较分析，来分析哪些影响因素决定了先期固结压力值的大小。
期望通过研究使土的Pc 值在建筑行业中得到有效运用。
（1）各类粘性土的组成和结构特点土的形成经历了漫长的沉淀，它的物理化学以及力学特性复杂而且多变。
关于土的前期固结压力试验中几个问题的探讨
摘
要： 介绍 了一种比较简捷而准确地在 ｅ ｏＰ曲线上求取最小 曲率半径 Ｒ ｉ ０， —ｌｇ ｍ点 ｎ 以求取土 的前 期固结压 力 值 的方法 ， 并提
出影响试验成果 的几个重要 因素 ， 以指导实践中准确 判断土层 的压 密状 态。 关键词 ： 前期固结压力 ， 最小 曲率半径 ， 土层 自重压 力
压力 ｐ ａ ＆Ｐ
０ ０ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ７ ５ １ ７ ３ ９ ５ ｌ ４ ７ ６ ６ ５ ５ ７ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ０ Ｏ Ｏ Ｏ １
１ 在 ｌ印 曲线上求取最小 曲率半 Ｒ嘣 点 Ｄ 的方 法 — ｏ １ １ 现 行操 作规 程使 用的 方法 ．
某种地质运动等原 因， 使土层形 成 了 目前 的上覆荷载 情况 。这一
，
Ⅳ所 限定 的曲线 段 ＭＮ， 图 １所示。 如
曾经作用过 的上覆荷载可 以大于 ， 也可小于 或等 于土层 目前 的上 覆盖层重量 。因此 ， 通过前 期 固结 压力 Ｐ ， 我们 可 以判 断 土层 的
压密状态 （ 即超 压密 、 常 压 密 、 压 密 ） 它 是 反 映 土 层 的 应 力 历 正 欠 ，
史的一个 重要指标 。 目前 ， 通常是用室内固结试 验来 确定 前期 固结压力 Ｐ 的。笔 者在 多年 实际工作 中， 对于在 前期 固结压 力试验 中如何 求取 ｅ —
ｌｇ ｏｐ曲线 的最小 曲率半 径 Ｒ ； ０以及 如何 确保 试 验精 度等 问 点 题， 提出以下看法 ， 供大家探讨 。
图 １ Ｐ ｌ 曲线 图 —ｏ
如果我们将 ， Ⅳ两点连成一直线作为新坐标系统 Ｙ Ｘ的横 Ｍ
按照现行操作规 程所 用 的方法 是 ： ｅ ｏＰ曲线上 部找 出 轴 ， 在 —ｌ ｇ 则在新坐标 系中 ， 曲线 ＭＮ是 可以用 Ｙ＝ （ 表示 的连续 单值 － ） 厂 弯曲明显的一 段 ， 将其等分 为若 干小段 ， 后通过 各分 段点 作 并 然 函数 。根据 Ｙ ０ Ｒ＝ …的原理 ， ， Ｒ 要求 Ｒ …的对应 点 ０， 只需要取 曲线的法线 ， 若其 中有几对 法线 相交 ， 则在其 中选择 交点 距离 曲 …要求 （ 由于 曲线段在 Ｍ Ｎ范 围内 线为最近的一对法线所做 的小曲线段 。再将此 曲线段继续 等分 ， Ｙ ：０上列 Ｒ表达式便可满足 Ｒ 即在区间［ ， 内 ＜ 亦 即 ）并没有发 生改变 Ⅳ］ ０， ， ” 按 上 述 方 法 找 出 更 小 的 曲线 段 ， 到 找 出 的 曲 线 段 甚 短 时 ， 将 都是 向下 凹的， 直 即 所以这样 处理 不影 响 Ｒ 的存在 ） … 。在 新坐 标 系 中 此曲线段 的中点 ０定 为 曲线 半径 最小 的一 点 （ 此法 以下 简称 ① 符号 的可能 ， 法） 。此法较为繁琐 ， 且易受人为 因素影 响 ， 如遇到有些 曲线 没有 表现为过 ０点之切线 Ａ Ｂ平行 于 轴 。据 此 ， 一条 平行 于 轴 作
准确测求土的先期固结压力
准确测求土的先期固结压力韦琪董忠级(中国有色金属工业西安勘察院9西安71 )摘要 文中就如何准确测求土的先期固结压力9提出了试验中应注意的几个问题9并通过重塑土样预固结法模拟土的先期固结压力试验9验证用关键区段数值量板法推求土的先期固结压力精度是可靠的O关键词 先期固结压力9关键区段数值量板法9卡萨格兰德作图法中图分类号1收稿日期 1999- 8-22O引言在土形成的历史过程中9曾受过的固结压力9称先期固结压力O 了解土的应力历史9对地基固结变形分析等来说9是非常重要的O 因此9如何准确测求土的先期固结压力9在先期固结试验中应注意些什么问题9这些对岩土工程师来说是应知的O 笔者在总结工作经验基础上9对上述问题作如下讨论分析O1试验中的几个问题1.1透水板的湿度透水板的湿度对试验影响很大9如某工程中9试样为流塑状态粘土9用干湿两种透水板进行试验9结果表明9采用干透水板9在压力下产生较大变形9每级压力下的稳定时间由 h ~8h 增至8h ~12h 9变形量增大9测得先期固结压力值为7 kPa 9如湿透水板与试样湿度一致9求出的先期固结压力值是97kPa 9二者相差27kPa O 因此9在试验中9应将透水板埋于土样中间9逐渐使透水板湿度和试样湿度一致O 1.2饱和试样注水荷级<土工试验规程2 92 规程规定[1]9对于饱和试样9在加第1级压力后9即向容器内注水至试验结束9这样规定是对的O 但对于密度大9孔隙比小9饱和度达9 以上硬塑粘土9试验时应慎重O 当试验压力超过自重压力后方可注水9试验就不会走弯路9当试验压力小于或等于自重压力时9不能向试样注水9否则9变形变小9甚至产生膨胀出现负变形9使试验失败O2先期固结压力的确定确定先期固结压力有多种方法9最常用的方法是卡萨格兰德作图法9国内各规程亦推荐此法O 尽管卡萨格兰德作图法被工程界广泛应用9但在应用中亦有下列问题困扰着人们9影响着P 值精度O.最小曲率半径点难以确定9.纵横坐标比例对P 值影响较大O 由于计算机的普及发展9采用数值分析已成为可能O 为此9笔者建议采用季国强提出的 关键区段数值量板法[2]O 该法是对卡萨格兰德作图法的数值模拟9它是基于试验原始数据9而非基于人为加工绘制的图形9从根本上避免了人工图解法的系统偏差O关键区段数值量板法的基本步骤.确定关键区段9即e 10g P 曲线上最弯曲的那部分9是以包含着最大曲率点为特征的O 即把包含试验点[A z-29A z-1]区段确定为关键区段(见图1)O图1关键区段数值量板法.计算最大曲率点 9计算时9数值量板选用标准抛物线簇y =ax 2-bx -C9则数值量板一般式=ux 2-Ux -z9该数值量板法的曲率特征是在x =-U/2u 处曲率最大9即e 10g P 曲线上对数压力为-U/2u 所对应的点是其最大曲率点( 点)9见图1OC .模拟卡萨格兰德作图法O 过 点作水平线~切线及角平分线9并与试验曲线末段直线相交9求出先期固结压力P O为验证关键区段数值量板法的正确性和精度9笔者按上述方法编程9并采用重塑土样预固结1 h 9以模拟土的先期固结压力9卸荷后进行先期固结试验9见表1O2 年8月2 日大坝观测与土工测试第2 卷第期表1先期固结试验成果表试验编号各级压力下孔隙比e卡萨格兰德法Pc值/kpa数值量板法Pc值/kpa10.6450.6430.6420.6360.6200.5770.5280.4800.431185~215209.0 20.6010.6000.5980.5930.5870.5740.5290.4790.430390~440424.9从表1可以看出数值量板法能真实模拟出土的先期固结压力Pc值其相对误差为4 5%~ 6 2%9卡萨格兰德法由于受作图比例及人为因素的影响Pc值不唯一最大值与最小值之差为30kpa ~50kpa结语文中介绍的先期固结压力推求方法精度是可靠的数值量板法是对卡萨格兰德作图法的数值模拟从根本上解决了卡萨格兰德作图法的不足参考文献1中华人民共和国冶金工业部标准.土工试验规程42-92 .北京中国计划出版社19932季国强.计算机先期固结压力的关键区段数值量板法.勘察科学技术1990 2韦琪女工程师从事水文地质与工程地质工作ACCURATE MEASUREMENT SOIL PRE-CONSLIDATION PRESSUREWez@z,DOng ZhOngjz<Xi an Investigation Institute of China National Nonferrous metals Industry.Xi an710054)Abstract:Several notable P roble m s in the to m easure m ent of soil P reconsolidation P ressure are raised in the P a P er.T he soil P re-consolidation is si m ulated by the re m oulded sa mP le P re-consolidation m ethod.and the key-section nu m erical m aster curve m ethod is verified and P roved to be reliable in deter m ination of P re-consolidation P ressure of soil.Keywo r d s:P re-consolidation P ressure:key-section nu m erical m aster curve m ethod:Casagrande s m ethod 44大坝观测与土工测试。
论土的固结试验方法及其原理和应用
论土的固结试验方法及其原理和应用Analysis of Soil Consolidation Test Method and Its Principle and Application刘仕娇（广东省工程勘察院，广州510510）LIU Shi-jiao(Guangdong Engineering Investigation Institute,Guangzhou 510510,China)【摘要】为了解建筑物基础的沉降稳定时间和沉降与时间的关系，以及地基的强度和稳定性，必须研究土的压缩变形量和压缩过程。
论文介绍土的固结试验方法及其原理和应用，并通过实例根据固结试验的成果绘制相关曲线，求得各种固结参数，同时根据工程的不同特点选择不同条件下的固结试验，旨在为类似项目提供参考。
【Abstract 】In order to understand the settlement stability time of building foundation and the relationship between settlement and time,as wellas the strength and stability of foundation,it is necessary to study the amount of soil compression deformation and the compression process.The method,principle and application of consolidation test are introduced,and various consolidation parameters are obtained by drawing correlative curves according to the results of consolidation test.At the same time,according to the different characteristics of the project,the consolidation testsunder different conditionsareselected in order to providereferencefor similar projects.【关键词】固结试验；标准固结试验；快速固结；先期固结压力；回弹指数【Keywords 】consolidation test;standard consolidation test;fast consolidation;preconsolidation pressure;the springback index 【中图分类号】TU441【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2021）09-0142-03【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2021.09.045【作者简介】刘仕娇（1980~），女，广东五华人，工程师，从事地质实验测试研究。
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土的先期固结压力试验研究
摘要：本文通过室内土工试验，通过对试验数据的测得和分析，研究了土的先期固结压力在不同条件下与土的埋深的关系。
为工程的应用提供一定的依据。
关键词：先期固结压力；试验测试
abstract: this paper through the laboratory soil test, through to the test data measured and analysis of soil
pre-consolidation pressure in different conditions of soil and the burial depth of the relationship. for engineering application to offer some basis.
keywords: pre-consolidation pressure; test
中图分类号：tu453文献标识码：a 文章编号：
1前言
土的先期固结压力是地基沉降计算时考虑土的应力历史所需的重要指标。
超固结状态常由于过去地面上有厚土层或冰川覆盖，现在被移去，或由于地下水位大幅度下降等所引起；而欠固结则因为土层系新近沉积，在自重下尚未达到完全固结所致。
[1] 2土的先期固结压力
2.1先期固结压力的分类[2]
土的先期固结压力pc是指土层在历史上经受过的最大有效固结压力。
它是判断天然土层所处固结状态的一个重要指标。
也是考虑
应力历史对土层变形量影响的一个重要计算参数。
将某层土的先期固结压力与该层土目前上覆土层的有效自重奋力pc进行比较，可将天然土层分成三种固结状态。
（1）正常固结土：指土层在自身重力作用下自然沉积并固结稳定，且其固结过程中没有受过侵蚀，卸荷或其他荷载的作用
（pc=p0）。
（2）欠固结土：指新近沉积起来的土层，该土层在自身重务作用下尚未达到固结稳定，属于欠压密状态（pc p0）。
2.2先期固结压力室内土工试验方法[3]
（1）主要仪器设备：试验主要包括固结仪、百分表、环刀、护环、透水板水槽及加压上盖等。
（2）试验步骤
①在固结容器内放置护环透水板和薄型滤纸将带有试样的环刀装入护环内放上导环试样上依次放上薄型滤纸透水板和加压上盖
并将固结容器置于加压框架正中使加压上盖与加压框架中心对准
安装百分表或位移传感器。
②施加预压力。
③本试验施加的各级压力压力采用的等级（kpa）为:12.5，25 ，50，100，200，400，200，100，50，100，200，400，800，1600。
施加每级压力后每小时变形小于0.01mm即可施加下一级荷载，与标准固结试验不同的是先期固结压力在加荷到400kpa时需进行卸载再加载，直到所有荷载施加完毕。
④试验结束后，利用软件所采集的土工试验数据，得到土的固结压缩指标。
3工程实例中的数据分析
3.1试验数据
本试验研究以沈阳苏家屯货场工程区的土样进行试验研究。
根据工程勘察及设计的需要，根据部孔情况选择了部分孔号的土样进行了先期固结压力的试验研究。
所测得先期固结压力及部分力学指标和物理指标如下表3.1所示。
由于篇幅有限只列出部分孔试验数据。
表3.1土的物理及力学性质试验结果
土取土的物理性质界限含水率压缩系数压缩模量土的自重先期固结工程分类
样土含湿饱孔液塑 100～200 100～200 自重先期
土的定名
编深水密和隙限限 mpa-1 mpa 压固结
号度率度度比％％力压力
ｍ％ g/cm3 ％ｅkpa kpa
3-1 4.0-4.2 23 2.04 97.8 0.64 31.8 19.2 0.2
8.3 80.2 285.1 粉质粘土
3-2 6.0-6.2 27.5 1.92 92.8 0.806 32.4 19.6
0.41 4.4 113.1 141.2 粉质粘土
3-3 8.0-8.2 17.1 2.03 81.8 0.569 30.8 18.6
0.24 6.5 164.8 227.8 粉质粘土
7-1 4.0-4.2 24.2 1.99 94.4 0.697 32.1 19 0.27
6.4 80.2 160.3 粉质粘土
7-2 5.0-5.2 29.6 1.91 95.2 0.846 33.8 20.8 0.5
3.7 92.4 133.2 粉质粘土
7-3 7.5-7.7 24.1 1.98 93 0.705 32.8 19.7 0.24
7 147.4 223.7 粉质粘土
10-1 3.0-3.2 24.6 2 96.3 0.695 33.6 19.7 0.27
6.2 59.8 188.6 粉质粘土
10-2 6.0-6.2 27.2 1.95 95.5 0.775 33.3 19.5
0.44 4 116 117.1 粉质粘土
10-3 7.5-7.7 20.2 1.97 84.3 0.647 27 17.3 0.3
5.5 148.3 264.3 粉土
从上述表格中可以看出，该勘察区的所有土层的先期固结压力pc均大于土的自重压力p0，为超固结土；该勘察区的第一层土（3-5m）的先期固结压力明显大于第二层土（5-7m）的先期固结压力；第二层土的先期固结压力小于第三层土（7-9m）的先期固结压力。
3.2试验结果分析
（1）在土层的形成过程中，随着埋深的增加（深度越大土层受外界扰动的可能性越小），土层的上覆荷载增加，土的先期固结压力随着深度的增加而增大。
即该试验区中第三层先期固结压力大于
第二层。
（2）在接近地表附近，尤其是可能为回填土层，由于外界施工等因素的存在，上覆土层可能经过夯击等外力的作用，浅层土的先期固结压力可能会大于临层土的先期固结压力。
而这种作用由于时间效应还未作用到深层土。
（3）土的先期固结压力与土的物理性质及其它相关力学性质一样，具有分层特性。
4.结语
本试验以沈阳苏家屯货场勘察区土样为研究对象，对土的先期固结压力进行了试验研究。
研究表明由于外界因素的影响，埋深可以作为土的先期固结压力作为参考依据，但是各层土的先期固结压力的大小应结合实际情况并通过试验进行研究。
参考文献：
［1］赵树德.工程地质与岩土工程[m].西安：西北大学出版社，1998.
［2］张克恭，刘松玉.土力学[m],北京：中国建筑工业出版社，2010.
［3］gb-t50123-1999，土工试验方法标准[s]
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