【摘要】:渗透固结是饱和黏土在压力作用下,孔隙水随时间逐渐排出,同时孔隙体积随之减小的过程。可借助如图9.21所示的弹簧-活塞模型来说明饱和土的渗透固结。当t→∞时,水从排水孔中充分排出,孔隙水压力完全消散,活塞最终下降到σz全部由弹簧承担,饱和土的渗透固结完成,即:u=0,σz=σ′。由此可见,饱和土的渗透固结是孔隙水压力逐渐消散和有效应力相应增长的过程。
渗透固结是饱和黏土在压力作用下,孔隙水随时间逐渐排出,同时孔隙体积随之减小的过程。其所需时间与土的渗透性和土层厚度有关,土的渗透性越小,土层越厚,渗透固结的时间就越长。
可借助如图9.21所示的弹簧-活塞模型来说明饱和土的渗透固结。弹簧表示土的颗粒骨架,水表示土中的孔隙水,带孔的活塞则表征土的渗透性。设弹簧承受的压力为有效应力σ′,水承担的压力为孔隙压力u,有:
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很明显,上式的物理意义是土的孔隙水压力与有效应力对外力的分担作用,它与时间有关。

图9.21 饱和土的渗透固结模型。(a)t=0,u=σz,σ′=0;(b)0<t<+∞,u+σ′=σz,σ′>0;(c)t=+∞,u=0,σ′=σz(https://www.xing528.com)
(1)当t=0时,即活塞顶面骤然受到压力σz作用的瞬间,水来不及排出,弹簧没有变形和受力,附加应力σz全部由水来承担,即:u=σz,σ′=0;
(2)当t>0时,随着荷载作用时间的迁延,水受到压力后开始从活塞排水孔中排出,活塞下降,弹簧开始承受压力σ′,并逐渐增长,而相应的u则逐渐减小,即:u+σ′=σz,u<σz,σ′>0。
(3)当t→∞时,水从排水孔中充分排出,孔隙水压力完全消散,活塞最终下降到σz全部由弹簧承担,饱和土的渗透固结完成,即:u=0,σz=σ′。
由此可见,饱和土的渗透固结是孔隙水压力逐渐消散和有效应力相应增长的过程。
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