太沙基一维固结理论

太沙基一维固结理论 为求饱和土层在渗透固结过程中任意时间的变形，通常采用太沙基(K.Terzaghi,1925)提出的一维固结理论进行计算。固结理论的基本假设如下： 1.土是均质、各向同性和完全饱和的；2.土粒和孔隙水都是不可压缩的；3.土中附加应力沿水平面是无限均匀分布的，因此土层的压缩和土中水的渗流都是一维的；4.土中水的渗流服从于达西定律； 5.在渗透固结中，土的渗透系数k和压缩系数a都是不变的常数； 6.外荷是一次骤然施加的。 地基的固结度U指地基在某一时刻t的固结沉降 与地基最终的固结沉降 的比值。即： 或 。对于竖向排水情况，由于固结沉降与有效应力成正比，所以某一时刻有效应力图面积和最终有效应力图面积之比值，可计算竖向排水的平均固结度Uz，结合根据固结渗流的连续条件、土的应力--应变关系的侧限条件、土骨架和孔隙水共同分担外压的平衡条件导出的孔隙水压力u随时间t和深度z变化的函数解，得出下列关系： 式中 m--正奇整数(1、3、5………)；Tv--竖向固结时间因数， ，t为时间(年)；H为压缩土层最远的排水距离，当土层为单面(上面或下面)排水时，H取土层厚度；双面排水时，水由土层中心分别向上下两方向排出，此时H应取土层厚度之半。 为竖向固结系数， , 为土的天然孔隙比，a为土的压缩系数，e为自然对数的底；k为垂向的渗透系数(cm/s)(1cm/s≈30000000 cm/年)； 上式级数收敛很快，当U＞30%时可近似地取其中第一项如下：