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外荷载作用下，饱和土体中产生超静孔隙水压力； 超静孔隙水压力逐渐消散,有效应力增加,土体压缩； 最后超静孔压为0，总应力等于有效应力; 地基达到最终沉降。 固结微分方程的求解： 以单面排水土层为例说明一维固结微分方程的求解。 土层厚度H，固结系数Cv，瞬时施加均布荷载p。 固结度：表示土体固结完成的程度。 （1）一点的固结度: （2）土层的固结度: 几种典型情况： 有关沉降－时间相互关系计算 求某一时刻的固结度与沉降量 求达到某一固结度所需要时间 （1）求某一时刻的固结度与沉降量 （2）求达到某一沉降量 (固结度)所需要时间 5.5.2 荷载随时间变化时的固结计算 5.5.3 固结系数的试验确定 固结系数cv是一个关键参数 目前有很多方法测定固结系数： （1）通过公式直接计算 （2）通过压缩曲线反算 （3）时间平方根法 （4）时间对数法 （5）三点法 （1）通过公式直接计算 这个公式给出了固结系数cv的物理意义，但是实际中很难通过公式计算确定。其中渗透系数的测定比较难以达到要求的精度 （2）通过压缩试验曲线确定U90－t, 公式反算cv （3）时间平方根法 当U60%时二者非常接近 当U90%时二者差别逐渐加大 人工岛完成的同时，日本狭窄的陆地上消失了三个山头。 人工岛完成的同时，日本狭窄的陆地上消失了三个山头。 U 0 0,5 1.0 Tv 0.001 0.01 0.1 1.0 1 3 2 单面排水，典型情况的U－Tv曲线 对于双面排水，可转化为单面排水，按矩形分布计算 此时取：?=1，排水距离为土层厚度一半 2H H H H 不透水面 1 2 3 1 1 1 － ＋ 其它情形分析： 双面排水 单面排水 2H 单面排水时孔压分布 H 2H 双面排水时孔压分布 “具体步骤见下面” t Tv=Cvt/H2 St=S?U 从U查表（计算）确定Tv St U= St /S? [例5-3] 饱和粘土层厚2m，上下两面均透水．Cv=0.3cm2/h，均布荷载 p=60kPa，测得该土层最终沉降为3.25cm。 经多长时间压缩量可达1.5cm？ 这时土中最大超静水压为多少？ [解] 土层固结度为 时间因数 按单面排水分析，取H=100cm，则 最大超静水压发生在土层中部 用式(5-58)计算，取第1项，得： =51.5kPa 2H [例2] 饱和粘土层的厚度为10m，位于不透水岩层上。附加应力分布如图。初始孔隙比e1=0.8，压缩系数av=2.5?10-4 kPa-1，渗透系数k为2.0cm/a 。试问：(1)加荷一年后，基础中心点的沉降量为多少。 (2)当基础的沉降量达到20cm时需要多少时间。? [解] (1) 土层的平均附加应力： 最终沉降量： 固结系数为 时间因数： 附加应力为梯形分布： 由Tv和U及?关系, 可得U=0.45 加荷一年后沉降量为 St=U?S=0.45?27.8=12.5cm (2) 土层的平均固结度为 则沉降达到20cm所需的时间为 由Tv和U及?关系，可得时间因数为0.47 排水固结法地基加固实例 利用等效 将逐步加载的过程简化为加载时段中点一次瞬时加载 S t 0 t90 S90 S? U90=S90/ S? ——t90 U90——Tv=0.848 计算： 缺点：由于瞬时沉降和次固结沉降的影响，S?和S90的确定比较困难。 （2） 试验结果表明： （1） 0? ??t (??Tv) S S90 (e)Cv=0.848H2/t90 步骤 S0=0 0 (a)消除瞬时沉降，确定原点0 (b)试验曲线的直线段， 表示为??t ＝kSt (c)做直线??t ＝1.15kSt 与试验曲线交于点A ??t90 A (d)点A对应于横坐标??t90 （Tv=0.848) * 第四章 土的压缩与固结 从固结模型模拟的土体的固结过程可以看出： 在某一压力作用下，饱和土的固结过程就是土体中各点的超孔隙水应力不断消散、附加有效应力相应增加的过程，或者说是超孔隙水应力逐渐转化为附加有效应力的过程，而在这种转化的过程中，任一时刻任一深度上的应力始终遵循着有效应力原理，即p = u + σ′。 因此，关于求解地基沉降与时间关系的问题，实际上就变成求解在附加应力作用下，地基中各点的超孔隙水应力随时间变化的问题。因为一旦某时刻的超孔隙水应力确定，附加有效应力就可根据有效应力原理求得，从而，根据上节介绍的理论，求得该时刻的土层压缩量。 * 第四章 土的压缩与固结 二、太沙基（Terzaghi）单向固结理论 太沙基单向固结理论有下列一些基本假定： （1）土是均质、各向同性且饱和的； （2）土粒和孔隙水是不可压缩的，土的压