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土的压缩随时间而增长的过程称为土的固结。饱和土体在附加应力作用下, 只有当土体孔隙中水排出后才可能产生压缩变形。这种排水与压缩过程称为土的 渗透固结,简称固结。饱和土体中的水发生渗透排水,是由于孔隙中的水在附加 应力作用下受到了相应的压力,这种压力称为孔隙水压力,用符号表示。它高 于原来承受的静水压力,故又称为超静水压力。饱和土体由颗粒骨架和孔隙水两 部分组成,在固结过程中,不仅孔隙水受到附加应力作用,颗粒骨架也分担一部 分附加应力,后者称为有效应力。用符号表示。在固结过程中,这两部分应 力的比例不断变化。当附加应力骤然施加在土体上时,在开始瞬间,孔隙水还来 不及排出,土体也没有开始发生固结变形,此时的附加应力完全由孔隙水承担, 即孔隙水压力以=。接着开始排水,随着孔隙水的溢出,孔隙水压力逐渐降低 土体逐渐压缩,颗粒骨架的有效应力从零开始逐渐增大。当孔隙水压力降到零时, 渗透排水停止,土体的固结变形也相应完成。此时附加应力全部由颗粒骨架承 担,即有效应力5=。在渗透固结过程中的任一时间(0<t<∞),附加应力由 有效应力与孔隙水应力共同承担。即: 在固结开始瞬间,即当t=0时,=,=0;而当t趋于∞时,=0,=。 有效应力增至最大值σ,则饱和土完全固结。 土在固结过程中某一时间t的固结沉降量St与固结稳定的最终沉降量S之比 称为固结度Ut,即 (3-2) 由式(3-2)可知,当t=0时,S=0,则U=0,即固结完成0%;当固结稳定 时,S=S,则U=1,即固结基本上达到100%完成。固结度变化范围为0~1,它 表示在某一荷载作用下经过t时间后土体所能达到的固结程度。 各种土在不同条件下的压缩特性有很大差别,可以通过室内压缩试验和现场 载荷试验测定 、室内压缩试验与压缩性指标 (一)压缩试验与压缩曲线 为了了解土的孔隙比随压力变化规律,可在室内用压缩仪进行压缩试验。试 验的顺序大致如下:先用金属环刀切取原状土样,然后将土样连同环刀一起放入 压缩仪内(图3-1),再分级加载。在每级荷载作用下压至变形“稳定”,测出土 样稳定变形量后,再加下一级压力。每个土样一般按p=50、100、200、300、400KPa 加载,根据每级荷载下的稳定变形量,可算出相应压力下的孔隙比。在压缩过程 中,土样不能侧向膨胀,这种方法称为侧限压缩试验 试验时,逐级对土样施加分布压力,一般按P=50、100、200、300、400KPa 五级加荷,待土样压缩相对稳定后(符合现行《土木试验方法标准》 (GB50123-199有关规定要求)测定相应变形量,而“可用孔隙比的变土的压缩随时间而增长的过程称为土的固结。饱和土体在附加应力作用下, 只有当土体孔隙中水排出后才可能产生压缩变形。这种排水与压缩过程称为土的 渗透固结,简称固结。饱和土体中的水发生渗透排水,是由于孔隙中的水在附加 应力作用下受到了相应的压力,这种压力称为孔隙水压力,用符号 表示。它高 于原来承受的静水压力,故又称为超静水压力。饱和土体由颗粒骨架和孔隙水两 部分组成,在固结过程中,不仅孔隙水受到附加应力作用,颗粒骨架也分担一部 分附加应力,后者称为有效应力。用符号 表示。在固结过程中,这两部分应 力的比例不断变化。当附加应力骤然施加在土体上时,在开始瞬间,孔隙水还来 不及排出,土体也没有开始发生固结变形,此时的附加应力 完全由孔隙水承担, 即孔隙水压力 = 。接着开始排水,随着孔隙水的溢出,孔隙水压力逐渐降低, 土体逐渐压缩,颗粒骨架的有效应力从零开始逐渐增大。当孔隙水压力降到零时, 渗透排水停止,土体的固结变形也相应完成。此时附加应力 全部由颗粒骨架承 担,即有效应力 = 。在渗透固结过程中的任一时间(0﹤t﹤∞),附加应力由 有效应力与孔隙水应力共同承担。即: = + 在固结开始瞬间,即当 t=0 时, = , =0;而当 t 趋于∞时, =0, = 。 有效应力增至最大值σ,则饱和土完全固结。 土在固结过程中某一时间 t 的固结沉降量 St与固结稳定的最终沉降量 S 之比 称为固结度 Ut,即 (3-2) 由式(3-2)可知,当 t=0 时,St=0,则 Ut=0,即固结完成 0%;当固结稳定 时,St=S,则 Ut=1,即固结基本上达到 100%完成。固结度变化范围为 0~1,它 表示在某一荷载作用下经过 t 时间后土体所能达到的固结程度。 各种土在不同条件下的压缩特性有很大差别,可以通过室内压缩试验和现场 载荷试验测定。 二、室内压缩试验与压缩性指标 (一)压缩试验与压缩曲线 为了了解土的孔隙比随压力变化规律,可在室内用压缩仪进行压缩试验。试 验的顺序大致如下:先用金属环刀切取原状土样,然后将土样连同环刀一起放入 压缩仪内(图 3-1),再分级加载。在每级荷载作用下压至变形“稳定”,测出土 样稳定变形量后,再加下一级压力。每个土样一般按 p=50、100、200、300、400KPa 加载,根据每级荷载下的稳定变形量,可算出相应压力下的孔隙比。在压缩过程 中,土样不能侧向膨胀,这种方法称为侧限压缩试验。 试验时,逐级对土样施加分布压力,一般按 P=50、100、200、300、400KPa 五级加荷,待土样压缩相对稳定后( 符 合 现 行《 土 木 试 验 方法 标 准 》 (GB/T50123-1999)有关规定要求)测定相应变形量 ,而 可用孔隙比的变
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