天然土層中的初始應力狀態一般處於各向不等的應力狀態，即靜止土壓力係數K0不等於1，初始應力的各向異性，促使土體在破壞時所需的剪應力增量也不同。K0固結不排水試驗是指土體在K0條件下進行預固結以後，再做不排水剪下試驗。
基本介紹
- 中文名：K0固結不排水試驗
- 外文名：K0 consolidated-undrained test
- 學科：土力學
- 目的：測定土應力應變關係和強度
- 有關術語：固結不排水試驗
- 階段：K0條件固結；不排水剪下試驗
簡介,不排水抗剪強度,K0固結,三軸壓縮試驗,
簡介
土體不排水強度的各向異性的研究始於 20 世紀40 年代，一般認為，土體具有固有各向異性（inherent anisotropy）和應力誘發各向異性（induced anisotropy）。前者由土骨架的結構各向異性所產生，後者由初始各向異性應力狀態引起。Ohta 等以原始劍橋模型為基礎，考慮K0固結引起的誘發各向異性，分析軟土的不排水強度，但是分析所得三軸拉伸強度與實測值相差極大。
固結排水試驗是指在三軸壓縮儀壓力室中的試樣，先在某一周圍壓力下排水固結，然後在保持不排水條件下增加軸 向壓力直至破壞的試驗。可測得土的總應力強度參數、有效應力強度參數及孔隙壓力參數。K0固結不排水試驗是指土體試樣在k0狀態下進行固結，再施加豎向壓力，使試樣在不排水的條件下剪下破壞，得到不排水抗剪強度。
不排水抗剪強度
土的抗剪強度是指在一定的應力狀態下，土體能夠抵抗剪下破壞的極限能力，不排水抗剪強度即在不排水的條件因素下土能夠抵抗剪下破壞的極限能力。由三軸壓縮試驗在完全不排水條件下測定的土的抗剪強度，常用Cu表示。對於飽和粘性土，其值 等於不固結不排水試驗得出的粘聚力，對均質的正 常固結粘土大致隨有效固結壓力成線性增大。
K0固結
室內土樣在側限條件完成的固結，稱為K0固結。K0為土的靜止側壓係數，也是靜止土壓力係數。天然土層通常是在側向不變形的條件下固結形成的，即處於K0狀態。因此，在沉積和固結的過程中,土顆粒往往形成一定的排列方向，在排列方向上土的強度和變形與其他方向上不同。國內外學者針對土體K0固結狀態的模擬、K0固結儀器研製及K0固結條件下剪下特性試驗進行了研究,並取得了一系列的成果。根據太沙基有效應力原理，總應力保持不變時，孔隙水壓力與土骨架承受的有效應力可以相互轉化，即孔隙水壓力減小等於有效應力的等量增加。研究表明，有效應力決定岩土材料的變形和強度。在進行土的室內三軸試驗時，一般採用的是各向等壓固結，圍壓不變，軸向載入破壞，而天然土層中的土體通常認為處於K0固結狀態，試樣中的孔隙水壓力和有效應力會因剪下前試樣的固結狀態不同而產生差異 ，從而影響試樣的試驗強度參數。
三軸壓縮試驗
三軸壓縮試驗是測定土抗剪強度的一種較為完善的方法。實驗儀器一般使用三軸壓縮儀，三軸壓縮儀由壓力室、軸向加荷系統、施加周圍壓力系統、孔隙水壓力量測系統等組成。三軸壓縮儀的突出優點是能較為嚴格地控制排水條件以及可以量測試件中孔隙水壓力的變化。此外，試件中的應力狀態也比較明確，破裂面是在最弱處，而不像直接剪下儀那樣限定在上下盒之間。三軸壓縮試驗按剪下前受到的周圍壓力 的固結狀態和剪下時的排水條件，分為3種類型：
1.不結固不排水試驗，簡稱不排水試驗：試樣在施加周圍壓力和隨後施加豎向壓力直至剪下破壞的整個過程中都不允許排水，試驗自始至終關閉排水閥門。
2.固結不排水試驗，簡稱固結不排水試驗：試樣在施加周圍壓力 時打開排水閥門，允許排水固結，待固結穩定後關閉排水閥門，再施加豎向壓力，使試樣在不排水的條件下剪下破壞。
3.固結排水試驗，剪成排水試驗：試樣在施加周圍壓力 時允許排水固結，待固結穩定後，再在排水條件下施加豎向壓力至試件剪下破壞。
