土的压缩与固结

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摘要:第四章土的压缩与固结4.1简介固结的过程经常与压实的过程相混淆。通过减少空隙中空气的体积，压实过程增加非饱和土的密度（参见图4.1）。然而，固结是一个与时间相关的，通过排出空隙中的水，而使饱和土的密度增加的过程（参见图4.1）。固结通常与粉砂和粘土等幼粒土有关。粗粒土，如砂和砾石，由于其高渗透性，也经历了固结，但在以更快的速度。饱和粘土的固结由于其低渗透速度却慢得多。固结理论预测的沉降量与沉降速度，以确保成立可压缩土层结构的可维护性。4.2单向固结模型因为水可以在饱和土中任何方向流动，固结的过程中基本上三维。然而，在大多数领域的情况下，因为在水平方向上土的区域巨大，土中水将不能够通过水平流动流出。因此水流的方向主要是竖向或一维的。结果是，土层在竖向方向进行单向固结沉降（1-D）。图4.2显示了一个简单的单向固结模型。弹簧是类似于土骨架。弹簧越不易弯曲，它将越难压缩。因此，硬土将比软土经受更少的压缩。土的硬度影响其固结沉降的幅度。阀门开口尺寸类似于土的渗透性。较小的开口，将需要更长的时间来排水和消散压力。因此，幼粒土的完全固结比粗粒土需要花费更长的时间。土壤的渗透性，影响其固结的速度。4.3单向固结试验一维（1-D）固结试验由固结仪执行。固结仪如图4.3所示。土样是在一个环刀中（通常高度为20毫米和直径80毫米），它被限制在钢性护环，沉浸在水浴中。竖向荷载用于压缩试样，并允许水排出放置在样本顶部和底部的透水石。4.3.1时间相关的固结对于每一个竖向荷载增量，土样的竖向沉降通过百分表来记录。图4.4显示了竖向沉降的时间关系，竖向总应力，超孔隙水压力和竖向有效

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