非饱和土一维固结简化计算

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主次固结简化计算方法

主次固结简化计算方法
赵维炳
【期刊名称】《水利学报》
【年(卷),期】1994(000)001
【摘要】本文忽略土的粘性对孔隙水压力消散的影响，对同一时刻发生的主、次固结分别考虑，按简单的数学表达式计算后叠加得到总固结沉降。

这种简化方法的特点是计算简便，可求得不同时刻的主次固结比，考虑了有效应力历史对次固结变形的影响，实例计算结果表明方法是合理可行的。

【总页数】1页(P30)
【作者】赵维炳
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TU441.8
【相关文献】
1.多级等速加载预压固结度简化计算方法的探讨 [J], 施广焕
2.非饱和土二、三维固结方程简化计算方法 [J], 凌华;殷宗泽
3.真空预压加固地基固结简化计算方法 [J], 艾英钵;刘兵;刘加才
4.排水固结地基在变荷载作用下的固结度简化分析 [J], 殷静;董志良;刘曙光
5.塔墩梁固结矮塔斜拉桥合龙顶推力的简化计算方法 [J], 杨孟刚;黄文龙;卫康华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一维非饱和土固结简化计算的改进方法

一维非饱和土固结简化计算的改进方法
曹雪山;殷宗泽
【期刊名称】《公路交通科技》
【年(卷),期】2009(26)10
【摘要】对于较高饱和度的非饱和土,通过将孔隙中水、气看作一种混合介质简化固结过程,提出了改进的计算方法。

考虑加荷初期,由水、气、土骨架共同承担荷载建立平衡方程,求得三者分担的应力和土体体积压缩量;固结过程中,将水和气看成混合的可压缩流体,建立混合流体的连续性方程,求解混合流体压力;同时考虑孔隙比和饱和度的变化,将孔隙水与混合流体的流量联系,建立改进的水连续性方程,求解水压力,进而求得气压力,吸力和土体的压缩量。

结果表明:一维非饱和土的加载及固结中孔隙水压、有效应力、体变及饱和度的变化合理,体变计算值接近于试验值,该方法正确。

【总页数】5页(P1-5)
【关键词】道路工程;一维固结;混合流体;非饱和土;吸力
【作者】曹雪山;殷宗泽
【作者单位】河海大学交通学院;河海大学岩土工程研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U416.1
【相关文献】
1.非饱和土二、三维固结方程简化计算方法 [J], 凌华;殷宗泽
2.非饱和土简化固结理论及其应用 [J], 沈珠江
3.非饱和土—维固结简化计算 [J], 杨代泉;沈珠江
4.非饱和土二维固结简化计算的研究 [J], 曹雪山;殷宗泽
5.非饱和土一维固结简化计算 [J], 殷宗泽;凌华
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高饱和度非饱和土一维固结解析解及其应用

高饱和非饱和土一维固结解析解及其应用度
金良跃’ ，王喜时。，李春贵。。魏海云（．台州市水利局，浙江台州３８０；１１００
２．浙江省第一水电建设集团有限公司，浙江
３．浙江省水利河口研究院，浙江
杭州３０５；１０１
ｃｅｉｉｎｄｄａｎｇｏｓｌａｏｈｒｃｅｉｔｓｏｅｕｓｔｒｔｏｉｉｈｓｔｒｔｅｒｅ，ａｅｌａｔｄｆｒｎｅｏｆｃｅｔｎａｒｉａｅｃｎｏｉｔｎｃａａｔｒｉｔｎａａｅｓｉｗｔｈｓａｕａｅｄｇｅｄｉｓｃｆｈｕｄｌｈｄｓｗｌｓｉｉｅｅｃｓ
Ａｓｒｃ：ＴｅｕｓｔｒｔｄｓｉｉｉｇａｕａｄｄｇｅｘｓｎｔｅｃｍｐｃｅｏｗｔＩｓｂｔｔｈｎａｕａｅｏａｌｗｔｈｈｈｓｔｔｅｒｅｅｉｔｒｅｓｉｈｏａｔｓｉｉｌｈｗａｒｏｔｎｏｆｃｅｔｎｄｍｓｄｌｈｉｔ —ｃｎｅｔｅｉｎｉａｅｃｆｉｏａｍｂｎｍｅｔ．ＧｓｏｓｐａｅｉｅｕｓｔｒｔｉｗｔｇａｕａｅｅｒｅｉｉｅｐｒａｅｉｌｙｔｅｆｒｆｒｒｄｅａｋｎｓａｅｕｈｓｎｔｎａｕａｅｓｌｉｈｈｓｔｒｔｄｇｅｎｔｏｅｗｔｒｏｈｄｏｈｉｄｓｈｍａｎｙｂｏｍｏｈｄｏｅｉｂｂｌｓａｄＩｏｅｉｔｗｔｒｉｌｅｕｌ．Ｉｔｅｕｓｔｒｔｄｓｉｗｔｉｓｔｒｔｅｒｅｉｗｏ—ｐａｅｓｆｗｉｈｓｄａｕｂｅｒｎｎｖ８ｗｌａｅｍｕｔｏｙｆｎａａｅｏｌｈｈｌｓｎａｓｈｕｉａａｅｄｇｅｓｔｕｄｈｓｏｈｃｔＣｂｏａｔｄｔｅｃｍｐｅｓｉｔｆｗｔｒａｄｇｓｍｉｔｒｓｃｎｉｅｅｎａｅｃｍｐｃｅａｈｏｒｓｉｈｙｏａｅｎａｘｕｅｉｏｓｒｄ，ｔｅｄａｎｇｏｓｌａｉｎｅｕｔｎｏｅｄｎｂｄｈｒｉａｅｃｎｏｉｔｑａｏｆｔｎｏｄｔｏ￣ｔｔｃｓｌｉｎｆｕａｕａｔｄ－ｉｎｉｎｏｓｆａｉｎｉ］ｉｏｕｔｙｏｏｎｓｔｒｅ

不同边界和初始条件下非饱和软土路基一维固结

不同边界和初始条件下非饱和软土路基一维固结阴可;姚舜禹;顾洋洋;姜道旭【摘要】为解决非饱和软土路基在长期荷载作用下的沉降问题,将Kelvin蠕变模型与 Duncan非线性弹性模型串联为一个新的非线性黏弹性蠕变模型,来描述非饱和土路基的应力应变关系.结合孔隙水和孔隙气体的控制方程,推导出非饱和软土路基一维条件下的固结-蠕变耦合方程,可以求解非饱和土路基任意时间任意位置的孔隙水压力、孔隙气压力和沉降量,并考虑了长期荷载作用下路基的蠕变变形.结合工程实例对方程进行了验证,计算结果与实际工程有良好的吻合性.利用推导出的一维固结-蠕变耦合方程,对非饱和土固结的边界条件和初始孔隙水压力分布对其固结的影响进行讨论,发现其边界的排水条件对孔隙压力的消散速度有明显的影响,并且非饱和软土在固结过程中的孔隙压力并不一定是单调递减的,固结过程中可能出现负孔隙水压力.%To calculate the settlement,the Kelvin creep model and the Duncan no-linear model in series were installed as a new model to describe the settlement and creep.The model was combined with governing equations of pore water and pore air and a new consolidation theory of unsaturated soil was obtained,including the creep of subgrade.The equations used can be used to get values of pore water and pore air at any place and time.The consolidation-creep theory was applied to engineering to verify that the correctness and the test results were consistent with the ing the proposed unsaturated soft soil theory,the influence of the soft soil roadbed's boundary conditions on the consolidation speed was explored.It was found that boundaries with better permeability are advantageous to complete the dissipation of porepressure as soon as possible and accelerate the process of consolidation.Pore pressure is not necessarily monotonically decreasing in the process of consolidation of unsaturated soft soil and negative pore water pressure could occur in the process of consolidation.【期刊名称】《重庆交通大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(037)007【总页数】7页(P33-39)【关键词】岩土工程;软土路基;非饱和土;蠕变;固结理论【作者】阴可;姚舜禹;顾洋洋;姜道旭【作者单位】山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学),重庆400030;重庆大学土木工程学院,重庆400045;重庆大学土木工程学院,重庆400045;重庆大学土木工程学院,重庆400045;重庆大学土木工程学院,重庆400045【正文语种】中文【中图分类】TU4330 引言我国道路交通网络遍布全国各地，现在以及将来也陆陆续续有很多道路工程在全国范围内实施。

两种边界条件下非饱和土一维固结特性分析

Ｂｒｅ＿以及Ｆｅｌｎａｄｎ３ｒｄｕｄ等提出的固结方程．０世２纪９０年代非饱和土固结问题已成为中国国内非饱和土力学研究的热点，代泉Ｊ陈正汉Ｊ沈珠江杨、、
图１表面为排气不排水、面为不渗透的非饱和土层底
第１７卷第３期２１年６月０１
上海大学学报（然科学版）自
ＪＵＮＬＯＨＮＨＩＮＶＲＩＹＮＴＲＬＳＩＮＥＯＲＡＦＳＡＧＡＩＥＳ（ＡＵＡＣＥＣ）ＵＴ
Ｖｏ．１．１７Ｎｏ３
递关系如下：（ｓ＝（，）（，）＋Ｓｓ，（），）Ｘ０ｓ（，）１一／
量间的传递关系．通过引入边界条件，到Ｌｐａｅ变换域内的超孔隙水压力、得ａｌｃ超孔隙气压力及土层沉降的解．采用Ｃｕｒｍｐ方法编制程序实现Ｌｐａｅ逆转换，到时间域内的超孔隙水压力、ａｌｃ得超孔隙气压力、土层沉降的半解析解．采用典型算例，分析在不同气相与液相渗透系数比情况下，土体超孔隙水压力、超孔隙气压力随时间的变化规律，结果
以及殷宗泽。曾先后研究ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ了非饱和土的固结理。等
论，提出了各自的见解．非饱和土固结理论中，并在比较完善并具有权威性的是Ｆｅｌｎ＿ｒｄｕｄ４固结理论．秦爱芳等 … Ｆｅｌｎ在ｒｄｕｄ固结理论的基础上进
ｕｎｄｅｓｄｅｉｍｐｅｍｅｂｌｒｉｓｉｒａｅ

非饱和土一维压缩试验及变形规律探讨

非饱和土一维压缩试验及变形规律探讨土工学是一门以土壤和岩石为研究对象的学科，其中涉及到了许多试验方法。

本文将探讨非饱和土的一维压缩试验及其变形规律。

一、实验原理一维压缩试验是一种简单而实用的试验方法，可用于评价非饱和土的力学性质。

该试验是通过施加竖向载荷来压缩土样，同时记录土体压缩变形的过程，得出土体的体积变化、应变和应力等与压缩过程相关的指标。

在试验中，非饱和土样进行一维压缩变形时，土体内部固相和孔隙水之间的相互作用会导致土体的力学性质出现变化。

这种变化是非常显著的，对于非饱和土的力学性质研究具有重要的意义。

二、实验步骤1.制备土样。

首先要选取相应的土壤样品，然后在实验室内进行制作，制作过程还需加入适量的水分。

2.测定原始状态参数。

对土样进行宏观力学参数测定，如土样所具有的体重和含水状态等。

3.施加一维压缩荷载。

制备好土样后，在试验设备中施加一维压缩荷载，并对土体的变形情况进行记录，得到一组压力-应变曲线。

4.测量湿度和干密度。

在不同压缩应变状态下测量土样的干密度和质量。

5.记录土湿度变化。

记录土样在一维压缩过程中的含水率和吸盘压力，以探索非饱和土的力学性质和变形规律。

三、实验结果经过实验得出的数据，可以得出非饱和土的压缩变形曲线图。

由压缩变形曲线可以看出，非饱和土的压缩变形呈现非线性，存在明显的弹性阶段和塑性阶段。

具体地说，在低次微喷压力下，非饱和土存在明显的压缩变形，但变形量较小。

随着微喷压力的增加，土样内部的含水率逐渐降低，压缩变形逐渐明显。

截至最高施力位置，土样中的含水率已经很低，土体由原来的未饱和状态向饱和状态的方向转变。

四、结论非饱和土的一维压缩试验可有效评价其力学性质和变形规律。

该试验的实验结果显示，非饱和土的压缩变形存在显著的非线性。

土样的变形量随着施力位置的不同而变化。

在实验中，可以通过对土样的含水率变化进行观察和记录，更全面地掌握非饱和土的力学特性。

非饱和土的一维固结特性研究

非饱和土的一维固结特性研究非饱和土的一维固结特性研究引言：非饱和土是指土壤中含有一定比例的空气和水分的土体，它与饱和土相比具有独特的水力和力学特性。

在土力学领域中，非饱和土的研究一直备受关注，因为它在工程实践中的应用十分广泛。

本文旨在对非饱和土的一维固结特性进行研究和探讨，为相关工程项目提供理论依据和实践指导。

一、非饱和土的形成和特点非饱和土的形成是由于土壤中存在一定比例的空气和水分。

当降雨逐渐渗入土壤时，土壤中的空隙开始充满水分，形成饱和状态；而在降雨停止后，土壤的排水过程使地下水位逐渐下降，土壤中的空隙开始脱水，形成非饱和状态。

非饱和土与饱和土相比，具有以下特点：1. 含水量变化范围广：非饱和土的含水量可以从极低至极高，具有更大的变化范围。

2. 孔隙比表面积大：非饱和土中的气-液界面较饱和土更多，因此具有较大的孔隙比表面积，进而影响其水力和力学性质。

3. 介质特性复杂：非饱和土中空隙中存在气相和液相，并且随着含水量的变化，土壤毛细力的作用也会发生变化，导致非饱和土具有复杂的介质特性。

二、非饱和土的一维固结理论非饱和土的一维固结是指土壤在垂直方向上的压缩变形。

由于非饱和土的特殊性，其一维固结特性受到水分含量、孔隙比表面积等因素的影响。

1. 细观尺度分析：非饱和土的一维固结特性可以从细观尺度上来进行分析。

在微观尺度上，空气和水分子在孔隙中的运动对土壤固结产生重要影响。

空气和水分子的移动会导致土壤颗粒之间的迁移与重排，从而引起固结变形。

2. 黏聚力和毛细力作用：非饱和土的固结还与土壤中的黏聚力和毛细力作用相关。

黏聚力是土壤颗粒表面的吸附力，而毛细力是由于毛细管效应引起的吸附力。

黏聚力和毛细力的存在会增强土壤颗粒之间的吸附作用，从而增大土壤的固结效应。

3. 孔隙比表面积对固结的影响：非饱和土的固结特性还与孔隙比表面积有关。

孔隙比表面积越大，非饱和土的含水量变化对固结效应的影响就越显著。

三、非饱和土的一维固结实验研究为了了解非饱和土的一维固结特性，许多实验研究已被开展。

非饱和土粘弹性地基一维固结研究的开题报告

非饱和土粘弹性地基一维固结研究的开题报告题目：非饱和土粘弹性地基一维固结研究研究内容：本研究拟从以下两方面开展：1.非饱和土的特性研究非饱和土具有独特的物理性质和力学特性，其水分状态对其力学性质的影响较大。

因此，本研究首先将对非饱和土的吸力、含水量、压缩性等特性进行深入研究，并开展相关实验和数值模拟。

2.非饱和土粘弹性地基固结行为研究在非饱和土的基础上，对非饱和土粘弹性地基的一维固结行为进行分析研究。

利用实验室试验与数值模拟相结合的方法，分析非饱和土的吸力、含水量及力学特性对地基固结的影响。

同时，本研究还将探究不同液限下的非饱和土在地基固结中的差异及其机理。

研究意义：非饱和土是大多数土工工程中不可避免的材料，特别是在气侵入情况下，非饱和土粘弹性地基固结行为的研究显得尤为重要。

本研究不仅能够为非饱和土粘弹性地基固结问题提供新的认识和解决思路，还能够为相关土工学理论和工程设计提供实用的参考依据。

参考文献1. Rahardjo H., Satyanaga A., Leong E.C. (1995) An experimental study of unsaturated soil behavior under cyclical loading. Geotechnique 45(3): 519-531.2. Fredlund D.G., Rahardjo H. (1993) Soil mechanics for unsaturated soils. Wiley, New York.3. Delage P., Cui Y.J. (1997) Convective and diffusive transport of heat and moisture in soils. Transport in Porous Media 26(1-2): 61-80.。

饱和土体一维固结理论的修正_饱和多孔介质流固耦合渗流模型之应用_李培超

第４０卷第１２期２０１０年１２月
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ
Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．１２Ｄｅｃ．２０１０
Ｖｆｓｆ
ｋ
固结方程，依据该方程对一维固结沉降问题进行定量计算和分析，以验证该方程的正确性与合理性．
（）３
１．２一维固结方程的推导软土层在载荷作用下的固结沉降过程大致可描述如下：随着孔隙水压力消散，有效应力增大，土体产生压缩变形，进而表现为土层表面的沉降；土体的变形同时又会导致孔隙度变化，并引起渗透率的改变，从而影响孔隙水的渗流特征（如导致孔隙；水压力、压力梯度等改变）渗流场的变化进而又会继续影响土体的固结变形及地面沉降．可见软土的固结沉降过程是一个水－土相互作用影响的过程，属于典型的流固耦合渗流问题，因此我们可以用流固耦合渗流模型来研究一维固结沉降过程．）不考虑源汇项，则压力场方程（可简化为３－ ·
１一维固结模型的建立
１．１饱和多孔介质流固耦合渗流模型简介］文献［从渗流力学的观点出发，在前人研究的４基础上，解析推导出了基于多孔介质的有效应力原理，其形式
［］４５－
为
（） ′ １ σ δ ｐｉｉｉｊ＝σ ｊ＋ｊ．式中， ′ σ ｐ为孔隙流体压ｉｊ为饱和多孔介质有效应力，力，可见与经典有效应力公式比较，式为孔隙度．（）不同之处在于用代替了孔隙压力项前边的有１［］效应力系数１（Ｔｅｒｚａｈｉ有效应力１ σ ′ σ δ ｇｉｉｉｊ＝ｊ＋ｐｊ）

土水特征曲线在非饱和土一维固结理论中的应用

ｌａｓｄｂｏｒｓｉｎｏｉ．ｈｅｏｄｓａｅｔｅｄｆｒａｉｎｏｏｌｗｓｉｄｃｄｂｒｉａｅｏｏｅｗａｅｎｙｃｕｅｙｃｍｐｅｓｏｆａｒＡｔｔｅｓｃｎｔｇ，ｈｅｏｍｔｆｓｉａｎｕｅｙｄａｎｇｆｐｒ — ｔｒａｄｏ
杂性。使得非饱和土固结理论的研究长期处在探
０引言
非饱和土固结在工程中广为涉及。路堤、水
索阶段，目前仍然没有像饱和土固结理论那样的
成熟理论。早在１４年Ｂｏ即对含有封闭气泡９１ｉｔ的非饱和土进行了研究［。之后，ａｄｎ引Ｆｅ．１］Ｂｒｅ￣、ｒｄ
第２６卷第４期
２１００年７月
科技通报
ＢＬＴＮＣＩＮＣＵＬＥＩＯＦＳＥＥＡＮＤＴＨＮ００ＧＹＥＣＬ
Ｖｏ．６Ｎｏ４１２．
Ｊ１００ｕ．２１
土水特征曲线在非饱和土一维固结理论中的应用
关键词：非饱和土；一维问题；固结；有效应力原理；土水特征曲线；数值解
中图分类号：Ｕ４３Ｔ４文献标识码：Ａ文章编号：０１７１（０００ — ５３０１０ — １９２１）４０６ — ６
ＮｕｅｉａｏｕｉｎａｄＡｎｌｓｓｏｅｄｍｅｓｏａｍｒｃｌＳｌｔｏｎａｙｉｆＯｎ・ｉｎｉｎｌＣｏｓｌａｉｎｏｓｔｒｔｄＳｉｗｉＷＣＣｎｏｉｔｆＵｎａｕａｅｏｌｔＳｄｏｈ

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第 29 卷第 5 期 2007 年 5 月
岩土工程学报
Chinese Journal of Geotechnical Engineering
Vol.29 No.5 May, 2007
非饱和土一维固结简化计算
殷宗泽，凌华
(河海大学岩土工程研究所，江苏南京 210098)
摘要：提出了一种简化的非饱和土一维固结计算方法。加荷初期，水、气、土骨架共同承担荷载。假定土体瞬时压
包括两部分：水压消散引起的那部分有效应力 −χ∆uw
和气压消散引起的那部分有效应力 −(1 − χ ) ∆ua 。可以
合理假定，水压力变化引起的体积压缩 ∆ew ，是水压消散对应的那部分骨架应力增量 −χ∆uw 所引起的，不受气压影响。由此，
∂ew ∂t
=
−av
∂σ
′
1
∂t
= av χ
∂uw ∂t
Abstract: A simplified computation method of 1D consolidation for partially saturated soil was developed. At the first stage, water, air and soil skeleton together supported the load, and the soil was compressed immediately. The water pressure, the air pressure, the skeleton stress, and the compression of soil were solved on the basis of the effective stress principle, the compression equation of soil skeleton, the compression equation of air, and the soil water characteristics curve. At the latter consolidation stage, it was assumed that the water flow only depended on water pressure and was not influenced by the air. Then the independent continuity equation of water was set up to solve variation of water pressure with time. Besides, the water and air were regarded as mixed fluid, and the continuity equation of mixed fluid was set up. The variation of pore fluid pressure with time was solved. Then, the suction, the air pressure, and soil compression could be calculated. For 1D problems, the difference method was used to solve these equations. Key words: unsaturated soil; 1D problem; consolidation; suction; difference method
∂e ∂t
=
−av
∂σ ′ ∂t
=
av
∂um ∂t
。
(14)
代入式（12），
− av 1 + e0
∂um ∂t
−
Ba
1
(1 −
χ
)
⎛ ⎜⎝
∂um ∂t
−
χ
∂uw ∂t
⎞ ⎟⎠
=
−
⎛ ⎜ ⎝
km γm
⋅ ∂2um ∂z 2
+
1 γm
∂um ∂z
∂km ∂z
⎞ ⎟ ⎠
，
或
(12a)
∂um ∂t
=
1 β
⎛ ⎜ ⎝
不受气的影响，单独解出水压力；然后将孔隙中的水、
气看成一种可压缩的流体，建立相应的连续性方程，
解得混合流体压力和土体的变形，进而求得气压力、
有效应力的分布。 2.1 水连续性方程
水的连续性为单位土体中水体积的减小等于流出
的水量，
−1 1 + e0
∂ew ∂t
= − kw γw
⋅
⎛ ⎜ ⎝
∂2uw ∂z 2
混合流体的连续性为单位土体体积的压缩量，等
于排出的流体体积与残存流体压缩量之和，
−1 1 + e0
∂e ∂t
=
−
⎛ ⎜ ⎝
km γm
⋅ ∂2um ∂z 2
+
1 γm
∂um ∂z
∂km ∂z
⎞ ⎟+ ⎠
∂ε v1 ∂t
，(12)
式中， γ m 为混合流体的重度， km 为混合流体渗透系数， εv1 为残存混合流体的体积压缩应变。
。
Simplified computation of 1D consolidation for partially saturated soil
YIN Zong-ze, LING Hua
(Institute of Geotechnical Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China)
缩，利用非饱和土有效应力原理、土骨架压密方程、气体压密方程、水分特征曲线，可解得三者各自分担的应力和土
体体积压缩量。在其后的固结过程中，假定水的流出仅仅取决于水压力，不受气的影响，单独建立水的连续性方程，
解水压力随时间的变化；又将水和气看成混合的可压缩流体，建立混合流体的连续性，解混合流体压力随时间的变化。
力 uw ，气压力 ua ，饱和度 Sr 和压缩变形 ∆e ，这就必须要有 5 个方程。分述如下：
（1）有效应力原理
据毕肖普非饱和土有效应力原理[8]，
σ = σ ′ + χuw + (1 − χ )ua ，
(1)
式中，χ 为有效应力系数，可用 Aitchison 经验公式近
似计算[9]，
χ=
Sr
令
um = (1 − χ )ua + χuw = ua − χus ，
(11)
第5期
殷宗泽，等. 非饱和土一维固结简化计算
635
则有效应力原理的式（1）可写成为
σ = σ ′ + um 。
(1a)
它表示总应力由骨架应力和混合流体压力分担，um 就
可看成混合流体压力。它与饱和土的太沙基有效应力
原理的形式一致。
可进而求气压力。吸力和土体的压缩量。由于本文只研究一维问题，解连续性方程用差分方法。关键词：非饱和土；一维问题；固结；吸力；差分方法
中图分类号：TU441
文献标识码：A
文章编号：1000–4548(2007)05–0633–05
作者简介：殷宗泽(1937– )，男，教授，博士生导师，主要从事土体本构关系、土工数值分析等工作。E-mail: yinzz@
。
(9)
代入式（8）得
∂uw ∂t
=
(1 + e0 ) kw
γ w av χ
⋅
⎛ ⎜ ⎝
∂2uw ∂z 2
+
1 kw
∂uw ∂z
∂kw ∂z
⎞ ⎟ ⎠
，(10)
可解得水压力。
2.2 混合流体的连续性方程
由于气的渗透系数变化很大，且气的流动受许多
因素影响，建立气的方程往往是不方便的，也并不准
确。这里将水气的混合流体作为对象建立方程。
本文只讨论一维问题。只有将一维问题解决好了，发展二三维问题才有基础，也才可靠。
1 加荷初期的应力变形
对非饱和土，由于气的存在，加荷初期土体会压
缩，有效应力不为 0，而由骨架、水、气共同分担荷载。初期如何分担荷载，会有多大变形，就须要先作
计算。这是固结过程的开始，也固结计算的基础。
对一维问题存在 5 个变量：土骨架应力σ ′ ，水压
（4）本构关系
由压缩曲线可得初期压缩的孔隙比改变量
∆e = −av∆σ ′ ，
(6)
式中， av 为压缩系数。
（5）气体压密关系
由气体的波以耳定律 (ua + pa ) ea = (ua0 + pa ) ea0 ，
∆ea
=
−
( ) ua0 + pa ea0 (ua + pa )2
∆ua
=
− ua
ea +
pa
∆ua
=
−
e(1 −
ua +
Sr )
pa
∆ua
，
(7)
式中， pa 为大气压力。初期阶段，土体的压缩就是气
体的压缩， ∆ea = ∆e ，故
∆e
=
−
e (1
ua
− +
Sr pa
)
∆ua
。
(7a)
有了上述五方面的方程即可解得 ∆ua ， ∆uw ， ∆σ ′ ， ∆e ， ∆Sr 。
2 固结方程
固结阶段，首先假定水的流出仅仅决定于水压力，
km γm
⋅ ∂2um ∂z 2
+1 γm
∂um ∂z
∂km ∂z
⎞ ⎟
+
⎠
β
Ba
χ
(1
−