土力学与地基基础：超固结比与固结状态解析

先期固结压力常用于判断土的固结状态。为此，将土的先期固结压力pc与土现在所受的压力p1的比值定义为土的超固结比OCR，即

根据土体应力历史不同，土体的固结状态就不同，可将地基土分为正常固结土、超固结土及欠固结土。

1.正常固结土

土层历史上所受到的最大压力等于现有覆盖土的自重应力，则称该类地基土处于正常固结状态，为正常固结土。土体在搬运沉积的生成过程中，不断地向上堆积到目前地面的标高，并在土的自重应力作用下已完成固结，此时pc＝p1，则OCR＝1，如图4-15（a）所示。大多数建筑场地的土层，均属这类正常固结土。

图4-15　土层按先期固结应力分类

2.超固结土(www.xing528.com)

土层历史上所受到的最大压力大于现有覆盖土的自重应力，则称这类地基土处于超固结状态，为超固结土。如图4-15（b）所示，历史上最高地面比目前地面高很多，以虚线表示当时的地面，并在土体自重作用下完成固结状态。后因各种原因（包括水流冲刷、冰川作用及人类活动等）搬运走相当厚的沉积物，将地面降至目前标高，即pc＞p1，则OCR＞1，OCR值越大，就表示超固结作用越大。

3.欠固结土

地基土在上覆压力p1作用下压缩尚未稳定，固结仍在进行，则称该类地基土处于欠固结状态，为欠固结土。如图4-15（c）所示，为新近沉积的黏性土或人工填土。例如，我国黄河入海口，黄河平均每年携带的10多亿吨砂刚沉积下来，还没有完成固结，这类土就属于欠固结土。图中虚线表示将来固结后的地表，低于目前的地面，即pc＜p1，则OCR＜1。

对室内压缩试验的土样而言，p0即为施加于土样上的当前压力。

当土样的应力状态位于e-lgp曲线的直线段上，表示土样当前所受的压力就是最大压力，则OCR＝1，土样处于正常固结状态。

当土样的应力状态位于某回弹或再压缩曲线上，则OCR＞1，土样处于超固结状态。

显然，土的固结状态在一定条件下是可以相互转化的。例如，对于原位地基中沉积已稳定的正常固结土，当地表因流水或冰川等剥蚀作用而降低，或因开挖卸载等，就成为超固结土，而超固结土则可因足够大的堆载加压而成为正常固结土。新近沉积土在自重应力作用下尚未完成固结，故为欠固结土，但随着时间的推移，在自重应力下的压缩会渐趋稳定从而转化为正常固结土。对于室内压缩稳定并处于正常固结状态的土样，经卸荷就会进入超固结状态，而处于超固结状态的土样则可经施加更大的压力而进入正常固结状态。此外，当地下水位发生前所未有的下降后，也会使土层处于欠固结状态。

根据土的固结状态可以对土的压缩性做出定性评价。相对而言，超固结土压缩性最低，而欠固结土则压缩性最高。