第四章 土的固结与沉降.

土方回填细则中的固结与沉降控制要点解读土方回填是土木工程中常见的一项工作，主要是指将原先挖掘或疏浚过程中产生的土方重新填回到填埋现场或者其他需要填土的位置。

土方回填的目的是为了稳定地基、提高承载能力以及满足土地开发和建设的需要。

在土方回填的过程中，固结与沉降控制是非常重要的要点，本文将对土方回填细则中的固结与沉降控制进行解读。

固结是指土壤在受力作用下，其体积减小的过程。

固结过程中主要发生三种形式的变形：弹性压缩、细颗粒塑性变形和水分排泄。

通过合理控制固结过程，可以保证回填后的土体具有稳定的力学性能和较小的沉降。

固结与沉降控制在土方回填中有以下要点：一、合理选择土方的回填方式和厚度不同的土方回填方式和厚度会对固结和沉降产生不同的影响。

在选择土方回填方式时，需要考虑土方的性质、原始挖掘深度以及回填后的设计要求等因素。

一般而言，采用分层回填的方式可以有效减小固结和沉降。

此外，合理选择回填的厚度也是重要的控制要点，过大或过小的回填厚度都会对固结和沉降产生不利影响。

二、控制土方回填的水分含量土方回填过程中的水分含量是固结和沉降控制的关键因素之一。

过高的水分含量会引起土壤颗粒之间的粘聚作用，导致较大的固结和沉降。

因此，在土方回填中需要严格控制水分含量，一般建议控制在土壤液限值以下。

通过合理控制水分含量，可以最大限度地减小土方回填后的固结和沉降。

三、加强固结后的土方处理土方回填后，需要进行一定的固结处理，以提高土方的力学性能和减小沉降。

常用的固结处理方法包括加固、加压和振动等。

加固可以通过在土方表面铺设加固层或进行加固填充等方式实现。

加压可以通过施加表面压载或者内部压载等方式实现。

振动可以通过振动加固板等设备进行。

这些固结处理方法能够有效地促进土方回填后的沉降和固结过程，提高土方的承载能力和稳定性。

四、监测和评估固结与沉降情况在土方回填过程中，对固结与沉降情况进行合理监测和评估是非常重要的。

通过定期监测土方回填区域的沉降、渗透和变形等情况，可以判断固结过程的效果以及采取进一步的处理措施。

第4章土的压缩、固结与沉降土的压缩固结与沉降四川大学水电学院省岩土工程重点实验室作业：4-10;14-12; 4-13; 4134-15; 415; 416. 4-16.第四章土的压缩、固结与沉降：内容§4.1 概述§4.1概述§4.2 土的压缩性§4.3 土的侧压力系数与变形模量§43土的侧压力系数与变形模量§4.4 地基沉降量计算§4.5 饱和土的单向固结理论墨西哥某宫殿工程实例左部：1709年右部：1622年地基：20多米厚粘土问题：沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。

工程实例由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触工程实例高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除工程实例基坑开挖，引起阳台裂缝工程实例建筑物立面高差过大工程实例47m3915017587194199沉降曲线(mm)长高比过大的建筑物因不均匀沉降墙体产生裂缝中部沉降大——“八”字形裂缝本章研究内容和思路土具有变形特性荷载作用土的特点（碎散、三相）地基发生沉降致沉降差异沉降（碎散）一致沉降（沉降量）（沉降差）沉降具有时间效应－沉降速率建筑物上部结构产生附加应力土的压缩和变形特性建筑物部结构产生附加应力地基沉降计算固结沉降与时间本章内容影响结构物的安全和正常使用固结－沉降与时间关系§4.1 概述§4.2 土的压缩性§4.3 土的侧压力系数与变形模量§4.4 地基沉降量计算§4.4地基沉降量计算§4.5 饱和土的单向固结理论1.基本概念本概念土的压缩性：土体在压力作用下体积缩小的特性；压缩量的组成固体颗粒的压缩 占总压缩量的1/400不到，忽土中水的压缩 空气的排出略不计压缩量主要组成部分水的排出说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果透水性好，水易于排出无粘性土粘性土压缩稳定很快完成透水性差，水不易排出压缩稳定需要很长一段时间压缩稳定需要很长段时间土的固结：土体在压力作用下，随着时间的变化，土中孔隙水不断排出孔隙体积不断减小的过程不断排出、孔隙体积不断减小的过程。

土的固结与沉降consolidation and settlement of soilt LJ de gLJJIe yu eher1Jlong 土的固结与沉降(consolidation and Sett- lement of 5011)固结是饱和土体在应力作用下，水从孔隙中排出，压缩变形量随时间而增长的全过程。

沉降是在应力作用下土体发生压缩或剪切变形而引起的垂直位移。

在饱和土固结过程中，开始作用的应力全部由孔隙水所承担，随着孔隙水的排出和体积的压缩，土中超孔隙水压力消散，粒间有效应力相应增长，直至超孔隙水压力全部转化为有效应力为止。

固结的快慢取决于土的渗透性和排水条件，透水性低、排水途径长则固结过程慢。

所有粗粒土和低饱和度的细粒土，在应力作用下的固结过程极快;而对饱和或接近饱和的细粒土则需考虑固结过程中其力学性质的相应变化。

土的固结 (l)主固结与次固结。

主固结是超孔隙压力消散和有效应力增长的过程。

在主固结结束后，在有效应力基本不变情况下，由于土骨架蠕变而引起的缓慢体积压缩过程称为次固结。

对软勃土、淤泥等土层，次固结引起的沉降量可占较大比重，不可忽视。

(2)先期固结压力和超固结比。

土体内某点在历史上曾经受过的最大垂直压力称为先期固结压力P。

，可以从压缩试验的产logP曲线上求得。

它和该点现有的有效垂直压力P。

之比称为超固结比伙了R。

‘x〕R一1为正常固结，表示土体在上覆土重压力下正好完全固结; ‘灭，R>1为超固结，表示土体在历史上曾承受过的最大压力超过现存的上覆土重压力洲〕(〕R<1为欠固结，表示土体在上覆土重压力下尚未完全固结。

这3种不同固结历史的土的固结和压缩特性有很大差别。

(3)固结理论。

用于进行土体在应力作用下孔隙水压力消散过程的计算。

常用的是K.太沙基(K.Te- rzaghi)的单向固结理论，它假设:土是均质、饱和的; 土骨架和水是不可压缩的;固结过程中土的渗透系数 k和压缩系数a之比为常数;渗流服从达西(H.P.G. Darcy)定律;载荷瞬时施加;只能沿垂直方向单向排水和发生压缩。

教学内容设计及安排第一节土的压缩性【基本内容】 【工程实例】土体压缩性——土在压力（附加应力或自重应力）作用下体积缩小的特性。

地基土压缩－→地基的沉降 沉降值的大小取决于⎩⎨⎧性、各土层厚度及其压缩地基土层的类型、分布布建筑物荷载的大小和分地基土的压缩实质 减少。

会被压缩，也会被排出部分）；）不变；但会被排出（孔隙水体积（不变；土粒体积（v as V V V V ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧ω)土的固结——土体在压力作用下其压缩量随时间增长的过程。

【讨论】土体固结时间长短与哪些因素有关？一、侧限压缩试验及e －p 曲线1．侧限压缩试验（固结试验）侧限——限制土样侧向变形，通过金属环刀来实现。

试验目的——研究测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力，或孔隙比和压力的关系，变形和时间的关系，以便计算土的各项压缩指标。

试验设备——固结仪。

2．e －p 曲线要绘制e －p 曲线，就必须求出各级压力作用下的孔隙比——e 。

如何求e ？看示意图：设试样截面积为A ，压缩前孔隙体积为V v0，土粒体积为V S0，土样高度为H 0，孔隙比为e 0（已测出）。

压缩稳定后的孔隙体积为V v ，土粒体积为V S ，土样高度为H 1，孔隙比为e ，S 为某级压力下样式高度变化（用测力计测出），cm 。

依侧限压缩试验原理可知：土样压缩前后试样截面积A 不变，V S0＝V S1，则有：)1(000e H Se e +-= 利用上式计算各级荷载P 作用下达到的稳定孔隙比e ，可绘制如图3-2所示的e －p 曲线，该曲线亦被称为压缩曲线。

常规试验中，一般按P =50kPa 、100 kPa 、200 kPa 、400 kPa 四级加荷，测定各级压力下的稳定变形量S ，然后由式（3-2）计算相应的孔隙比e 。

压缩曲线⎪⎩⎪⎨⎧—压缩性低。

—平缓著。

土的孔隙比减少得愈显量作用下，—说明在相同的压力增—越陡二、压缩性指标1．压缩系数 dpde-=α α——压缩系数，MP a －1，负号表e 随P 的增长而减小。