正常固結土超固結土與欠固結土

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。

正常固結土超固結土

超固結土是先期固結壓力大于現有自重壓力的土(Pc>Po)。說明土在歷史上曾受過比現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。

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。

土的形成是地殼原巖在復雜的地質條件下經過漫長的地質年代，經受各種風化作用，經剝蝕、搬運、堆積而形成的一種松散顆粒的集合體。土層受到其生成環(huán)境和地質歷史變遷等因素的影響，會在土層中產生一種“記憶”。土的工程性質就表現為與這種“記憶”有關。土的先期固結壓力值反映了地質歷史的影響，它是用來判斷土層固結狀態(tài)的重要參數。正常固結土是指在整個自然地質歷史過程中，始終在等于(從未大于)本身自重壓力的上覆壓力作用下達到完全固結的土體(層)。其判別標志是現存的自重壓力等于其先期固結壓力或者超固結比OCR =1。在實驗中正常固結土是指土層的有效壓力大于等于土的先期固結壓力。

土的強度是土的重要力學性質之一。地基承載力的高低主要取決于土的強度，堤壩、 基坑和天然土坡等的邊坡穩(wěn)定性以及會否產生滑坡裂縫，也是由土的強度控制的。所謂土的強度是指土在一定條件下破壞時的應力狀態(tài)， 通常是在實驗室通過各種實驗方法測定的應力 —應變曲線 ，以此來決定土的強度的高低，一般將最大應力值定為破壞強度，將最后穩(wěn)定值定為殘余強度，同一種土，在其他條件相同情況下，固結程度或超固結比影響強度，超固結土的強度大于正常固結土的強度 。2100433B

按照前期固結壓力與現有壓力相對比的狀況，可將土（主要為粘性土和粉土）分為正常固結土、超固結土（超壓密土）和欠固結土三類。正常固結土層在歷史上所經受的先期固結壓力等于現有現有覆蓋土重。在研究沉積土層的應力歷史時，通常把土層歷史上所經受過的先期固結壓力p_c與現有覆蓋土重p₁進行對比，兩者的比值定義為超固結比（OCR）。正常固結土、超固結土和欠固結土的超固結比分別為OCR=1、OCR>1和OCR<1。

當考慮土的應力歷史進行沉降計算時，應進行高壓固結試驗，確定先期固結壓力、壓縮指數等。確定先期固結壓力最常用的方法是

卡薩格蘭德經驗作圖法，步驟如下：

1從e-logp曲線上找出曲率半徑最小的一點A，過A點作水平線A1和切線A2；

2作∠1A2的平分線A3，與e-logp曲線中直線段的延長線相交于B點；

3B點所對應的有效應力就是先期固結壓力。

超固結土固結狀態(tài)

天然土層的固結狀態(tài)：一般來說，沉積時間較長的土層經歷固結時間長，比較密實，壓縮性較低；而沉積時間較短的土層經歷固結時間短，比較疏松，壓縮性較高。

所謂固結是指土體在建筑物荷重或自重壓力及其它應力作用下，其變形隨時間發(fā)展至完全穩(wěn)定的全過程。而前期固結壓力(σp′)是指土層在地質歷史上曾經受過的最大有效固結壓力。

工程中根據先期固結壓力與自重應力的相對關系，將土層的天然固結狀態(tài)劃分為三種，即正常固結、超固結和欠固結。并用超固結比OCR作為反映土層天然固結狀態(tài)的定量指標。天然土層按如下方法劃分為正常固結土、超固結土和欠固結土。老建筑似多位于老城區(qū),可能其土層因為數百年舊建筑與人類活動的影響,屬于超固結土。

超固結土超固結的定義

天然土層在歷史上曾受到過的最大固結壓力稱為前期固結壓力(preconsolidation pressure) ，以pc表示；而把前期固結壓力與現有上覆壓力p1之比定義為超固結比（ OCR, over consolidated ratio）表示:

即, OCR=pc/ p1

當OCR>1時，該土是超固結土(oveconsolidated soil) ；

當OCR=1 時，則為正常固結土(normally consolidated soil) ;

當OCR<1時，該土是欠固結土(under consolidated )