土的压缩系数、压缩模量或土的体积压缩系数时应当说明这些压缩性指标所对应的压力段。当采用压缩系数或压缩模量进行沉降计算时,固结试验最大压力应大于土的有效自重压力与附加压力之和,压力段的初始值应取土的有效自重压力,压力段的最终值应取土的有效自重压力与附加压力之和。
当要比较不同土的压缩性高低时,则应采用同一压力段的压缩性指标进行对比。地基土的压缩性可按p1为10OKPa、p2为200kPa时相对应的压缩系数值a1-2划分,土的压缩性按下列规定进行划分:
当a1-2<0.1MPa-1时,为低压缩性土; 当
0.1 MPa-1≤a1-2<0.5 MPa-1时,为中压缩性土;
当a1-2≥0.5 MPa-1时,为高压缩性土。
3)高压固结试验指标
高压固结试验的成果应以单对数坐标纸绘制e~lgp曲线,见图2-1-15、图2-1-16和图2-1-17(2)。由e~lgp曲线并经计算可得到下列指标。
①先期固结压力(前期固结压力) 先期固结压力pc是指土在历史上所受到的最大固结压力,该值由e~lgp曲线上确定。图2-1-15给出确定先期固结压力的卡萨格兰德(A.Casagrande)法,图中A点为e~lgp曲线的最小曲率半径点,A1为过A点的水平线,A2为过A点的切线,A3为∠1A2的平分线,A3与e~lgp曲线后段直线段的延长线相交于B点,B点对应的压力即为先期固结压力pc。
图2-1-15 土的e~lgp曲线(确定先期固结压力的卡萨格兰德法)
②压缩指数
Cc?e1?e2?e? (2-1-20)
lg(p2/p1)lgp2?lgp1式中 Cc ——压缩指数。
压缩指数是当竖向有效压应力超过先期固结压力后,孔隙比减小量与竖向有效压应力常用对数值增量的比值,即e~lgp曲线后段直线的斜率,见图2-1-16。
图2-1-16 土的e~lgp曲线(确定压缩指数)
③回弹指数 测定回弹指数Cs需进行回弹再压缩高压固结试验,土的回弹和再压缩曲线见图2-1-17。回弹指数是e~lgp曲线回弹圈的平均斜率。
(1) (2)
图2-1-17 土的回弹-再压缩曲线 1-e~p曲线; 2-e~lgp曲线
④超固结比OCR 超固结比是土的先期固结压力与其有效自重压力的比值。利用超固结比可以判定土层的应力状态和压密状态。正常固结土的OCR等于1,超固结土的OCR大于1,欠固结土的OCR小于1。
当考虑土的应力历史进行沉降计算时,按不同的固结状态(正常固结、欠固结、超固结),采用先期固结压力、压缩指数、回弹指数等指标进行沉降计算。
(2)土的固结特性
饱和土在压力作用下,孔隙中的水被逐渐排出、孔隙体积逐渐缩小、并伴随着超孔隙水压力逐渐消散和有效应力逐渐增长的全过程称为土的固结。饱和土的固结是一个同时进行着排水、压缩和应力转移的过程。
土的固结理论是研究土的固结特性,即研究土的固结过程中排水、压缩、超孔隙水压力及有效应力等随时间变化的理论。渗透性较大的饱和无黏性土(如碎石类土、砂土)其压缩过程在短时间内就可以结束 , 固结稳定所经历的时间很短,认为在外荷载施加完毕时,其固结变形已基本完成。因此,工程实践中,一般不考虑无黏性土的固结问题。对于黏性土、部分粉土及有机土,完成固结所需的时间较长,而对于深厚软黏土层,其固结变形需要几年甚至几十年时间才能完成。因此,固结理论主要适用于饱和黏性土。早在1925年太沙基(Terzaghi)即建立了饱和土的单向固结微分方程,并得出一定初始条