基本介紹
- 中文名：緩速壓密試驗
- 外文名：consolidated slow test
- 學科：岩土力學
- 載入方式：分級載入
- 測定：沉降量、壓縮係數、壓縮指數
- 目的：孔隙比和壓力關係
簡介,太沙基固結理論,有關術語,
簡介
壓密試驗，又稱固結試驗，用以測定土在完全側限（指側向不發生變形）條件下承受垂直壓力後的壓縮特性的試驗。緩速壓密試驗，又稱常規固結試驗，測定飽和粘性土試樣在分級施加垂直壓力下的一維壓縮特性的試驗。它是以太沙基單向固結理論為基礎的。將試樣放在有側限和容許軸向排水的容器中，按前一級荷載2倍的加荷率逐級施加垂直壓力，一般為12.5、25、50、 100、200、400、800、1600、3200kPa，最後一級壓力應大於上覆土層的計算壓力。若需測定沉降速率時，測記每級壓力下不同時刻試樣的高度變化。一般每 24小時加一級，依次逐級加壓至試驗結束。繪製各級壓力與相應壓力下試樣固結穩定後孔隙比的關係曲線及某級壓力下試樣高度隨時間變化曲線，從曲線可得壓縮性指標、前期固結壓力、固結係數等。完成一個試驗歷時往往要一周或十天以上。當只進行壓縮時，允許用非飽和土。為我國 《土工試驗方法標準》（GB/ T50123）推薦使用的方法。但該方法有一些顯著的缺點， 主要表：試驗所需的時間較長。按照《土工試驗方法標準》（GB/ T50123）要求，分級載入的每級荷載要作用24h，這樣完成一個固結試驗所需的最終時間大概 9d 左右，若需進行回彈試驗，則時間更長。試驗獲得數據少而且比較分散，致使試驗得到的曲線不連續，影響測定參數的準確性。壓縮試驗過程中沿試樣高度的有效應力分布不均勻，根據有效應力原理， 靠近排水面的有效應力最大，靠近不排水面處的有效應力最小，水力梯度沿高度方向變化相當大，致使有效應力沿試樣高度分布不均勻，造成了試樣的壓縮性分布不均勻。
太沙基固結理論
太沙基固結理論是指太沙基在1924年建立的一維固結模型和建立了一維固結理論。太沙基一維固結理論為求飽和土層在滲透固結過程中任意時間的變形，通常採用太沙基提出的一維固結理論進行計算。太沙基固結理論採用的物理模型的基本假設如下：
（1）土體是飽和的；
（2）土體是均質的；
（3）土顆粒和孔隙水在固結過程中都是不可壓縮的；
（4）土中水的滲流服從於達西定律；
（5）在固結過程中，土的滲透係數k是常數；
（6）在固結過程中，土的壓縮係數a是常數；
（7）外部荷載是一次瞬時施加的；
（8）土體的固結都是小變形；
（9）土中水的滲流與土體變形只發生在一個方向。
土中附加應力沿水平面是無限均勻分布的，因此土層的壓縮和土中水的滲流都是一維的；在這些假設的基礎上，太沙基建立了一維固結理論。許多的心的固結理論是在減少這些假設條件的基礎上發展起來的。所以說太沙基一維固結理論是最基礎有意義的固結理論。
對於均值地基，即使附加應力隨深度變化，但不同深度的同一水平面上的附加應力相同，則該水平面各個點的壓縮變形相同，且符合側限變性條件。當壓縮模量或壓縮係數不變時，對於任一隨深度變化的附加應力作用下，其單向固結變形可以套用疊加原理，相當於壓縮應力圖形中各部分在同一時刻引起變形的代數和。
有關術語
孔隙比是土體中的孔隙體積與其固體顆粒體積之比。是說明土體結構特徵的指標。在工程地質中，通常用孔隙比評價土的密度、計算土的壓縮係數及評價土的允許承載力。在同樣條件下，土的孔隙比越大，其地基基礎的允許承載力越小。對砂土來說，往往用砂的孔隙比(e)來決定砂的密實度;例如礫砂、粗砂、中砂，其孔隙比密實的e<0.60，中密的0.60≤e≤0.75，稍密的0.75<e≤0.85，鬆散的e>0.85;細砂、粉砂密實的e<0.70，中密的0.70≤e≤0.85，稍密的0.85<e≤0.95，鬆散的e>0.95;砂的密實度決定了砂的承載力。
土的振動壓密是土在振動作用下孔隙比減小和密實度增加的過程。無粘性土的振動壓密程度取決於固結壓力、振動荷載強度和頻率、振次及初始孔隙比等。粘粒含 量和含水量的變化對無粘性土的振動壓密也有一定的影響。在動荷載作用下會導致地基的振陷。
回彈曲線是土的固結試驗壓力加到某值後逐級卸壓、土體 發生回彈的過程中孔隙比e與壓力p的關係曲線。回彈指數是指在壓縮試驗中，土樣受壓後卸荷回彈時，近似為直線的孔隙比與有效壓力對數值關係曲線的平均斜率。它是土體彈塑性增量分析理論中的一個重要指標。
固結係數Coefficient of consolidation (Cv) ，是反應受側限土體在荷載作用下固結速度的一個標量。其大小反映軟土固結快慢的程度，即固結係數為反映土層固結特性的參數。
