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什麼是固結理論

固結理論是研究土體在外加荷載作用下,由於孔隙比減少而壓密變形,同時提高強度的過程。對於飽和土,只有當孔隙水擠出以後,變形才能產生。開始時,土中應力全部由孔隙水承擔。隨着孔隙水的擠出,孔隙水壓力逐步轉變爲由土骨架承受的有效應力。研究這兩種應力的相互消長以及土體變形達到最終值的過程,稱爲固結理論。

固結過程中,土體中的孔隙水壓力和骨架應力不斷髮生變化,當超過穩定滲流的孔隙水壓力逐步消散,外載壓力相應傳到土骨架上使之發生壓縮變形直到穩定。這個過程包括兩個部分,一是孔隙中的水逐漸逸出,導致土孔隙體積縮小,這一過程稱爲固結;二是土骨架隨時間緩慢變形,這一時間效應稱爲次時間效應。最初人們認爲土體的變形、地基的沉陷主要是由固結這一時間效應引起的,而次時間效應則是次要的,因此,人們稱前者爲主固結,而把後者稱爲次固結。

太沙基比奧飽和土固結理論是常用的固結理論。太沙基的單元固結理論或稱主固結理論的基本假定包括土體是均質和完全飽和的,土的滲透係數不變,土顆粒和水均爲不可壓縮體,外載重是瞬時加到土體上的,並在固結過程中保持恆定,土體的應力與應變呈線性關係,在外力作用下,土體中只引起上下方向的滲流與壓縮,土中滲流服從達西滲流定律,土體變形完全是由孔隙水排出和超靜水壓力消散引起的,土骨架的變形沒有時間效應。