土體固結理論基礎

研究土體材料固結特性的理論基礎是Terzaghi（太沙基）的飽和土一維固結理論 。

土體固結指土體在外荷載作用下，土體內部水、氣緩慢地排出，體積逐漸減小，在土體自重作用下沉降趨于穩(wěn)定，這一現(xiàn)象稱為土體的固結。

1. 飽和土的固結；

2. 非飽和土的固結；

3. 靜力固結；

4. 動力固結。

由于非超載因素和氣候干燥產生的水分蒸發(fā)和土體干縮，特別是土體次固結過程的作用所形成的先期固結壓力。先期固結壓力是指天然土層在其歷史中所受過的最大有效應力。先期固結土是區(qū)分土為正常固結土、超固結土和欠固結土的關鍵指標。

固結是指松軟土壤在外力作用下發(fā)生壓縮、去水而逐漸密實的過程。當有壓力施加在土體時，土粒會更加緊密的壓在一起，使土體孔隙中水分逐漸排出、體積變小、密度增大。土壤的固結現(xiàn)象在基礎工程中意義重大，是地基沉降的主要因素。土壤的固結度是研究地基沉降量與時間關系的主要依據(jù)。

正常固結土超固結土

超固結土是先期固結壓力大于現(xiàn)有自重壓力的土(Pc>Po)。說明土在歷史上曾受過比現(xiàn)有自重壓力大的固結壓力。超固結土具有以下特性：

壓縮變形特性

對于超固結土，外加荷載小于其先期固結壓力時，土層的壓縮很微小，外加荷載一旦超過先期固結壓力，土的變形將顯著增大。

含水量較低

由于受前期固結壓力的影響，超固結軟土的孔隙性較小，故含水量一般低于軟土的含水量。

透水性差

由于受前期固結壓力的影響，超固結軟土的透水性一般較差。

蠕變

土的蠕變特性是土體變形時效特性最典型反應之一，從宏觀上描述的軟土蠕變現(xiàn)象與其他材料有許多相似之處之外，不同之處在于蠕變變形收固結特性的影響，因此，分析超固結軟土蠕變變形時必須考慮土體的滲透性和孔隙水壓力的消散。在長期恒定應力作用下，軟土將產生緩慢的剪切變形，并導致抗剪強度的衰減；在固結沉降完成之后，軟土還可能繼續(xù)產生可觀的次固結沉降 。

正常固結土欠固結土

由于人類的工程活動或自然地質條件的變遷，導致在現(xiàn)存的自重壓力作用下未完成固結過程以致仍在繼續(xù)緩慢地進行著排水固結的土體(層)。其判別標志是現(xiàn)存的自重壓力大于其先期固結壓力或者超固結比OCR<1。特點：土粒在重力作用下未固結，在沉積壓密過程中產生鹽類析出或膠結作用，形成“結構強度”，土體壓縮曲線變緩。土層形成的此類土一旦“結構強度”遭到破壞，則會產生進一步固結壓密，直至形成正常固結狀態(tài)。如濕陷性黃土受雨水浸泡后產生大量變形。