式中:
是土的固結係數;
k是滲透係數;
γw是水的重度,一般近似值等於10.0kN/m3;
e是天然孔隙比;
a是壓縮係數;
土體在外加荷載作用下,由於孔隙比減少而壓密變形,同時提高了強度。對於飽和土,只有當孔隙水擠出以後,變形才能產生。開始時,土中應力全部由孔隙水承擔。
隨著孔隙水的擠出,孔隙水壓力逐步轉變為由土骨架承受的有效應力。研究這兩種應力的相互消長以及土體變形達到最終值的過程,稱為土體固結理論。
在一維固結理論中(詳見土體固結理論),孔隙水主要沿豎直方向滲流,K.泰爾扎吉(一譯太沙基)根據飽和土中微分單元在單位時間內的流量變化與孔隙比變化率相等的條件,建立了孔隙水壓力u和深度z、時間t的一維固結微分方程
式中
為固結係數
;K為豎向滲透係數;e為孔隙比;a為壓縮係數;
為水的容重。式中表示孔隙水壓力u的消散速率與土的滲透係數K和土的壓縮模量
=(1+e)/a成正比。隨著粘土層的逐步固結,K值減小而
值增大,但兩者的乘積,即
卻大致保持不變。根據問題的起始條件和邊界條件,可以用傅立葉級數表述固結方程的解u。
透過固結係數可以大概算出固結率,完全固結所需時間。
擴充套件資料:
確定方法:
間接推算方法
間接推算方法以王秀豔法、神經網路計算法 、剩餘沉降對數法、最小二乘法、等比級數推演算法、遺傳演算法、固結速率半對數法、試演算法等為代表。
實質上神經網路計算法、最小二乘法、遺傳演算法並不能歸於確定固結係數的方法之列,它們只是確定固結係數的過程中用到了神經網路計算法、最小二乘法、遺傳演算法的數學處理方法。以上間接推演算法最基本的方程還是太沙基一維固結方程。
間接推演算法最大的優點是可以有效的消除人為因素在固結係數計算過程中的影響,提高了資料處理的速度和資料的計算精度。
反演分析方法
反演分析計算法以修正Asaoka法、實測沉降推演算法、實測孔壓推演算法等為代表 。主要是以施工現場實測的孔壓或者沉降量為依據,反演計算出固結係數。
反演分析方法中的計算公式仍然是由太沙基一維固結理論公式推導而來。由於反演法能夠利用已有的沉降或孔壓觀測資料,分析計算軟土的固結係數及其它各種引數,從而能更好的預測後期沉降發展情況。
因此,反演分析方法具有較高的工程實用價值。在軟基處理過程中,往往根據實際監測的各種資料,反演軟土的固結係數,以便更為準確的掌握軟土的固結特性,修正設計誤差,正確判斷工程效果。
式中:
是土的固結係數;
k是滲透係數;
γw是水的重度,一般近似值等於10.0kN/m3;
e是天然孔隙比;
a是壓縮係數;
土體在外加荷載作用下,由於孔隙比減少而壓密變形,同時提高了強度。對於飽和土,只有當孔隙水擠出以後,變形才能產生。開始時,土中應力全部由孔隙水承擔。
隨著孔隙水的擠出,孔隙水壓力逐步轉變為由土骨架承受的有效應力。研究這兩種應力的相互消長以及土體變形達到最終值的過程,稱為土體固結理論。
在一維固結理論中(詳見土體固結理論),孔隙水主要沿豎直方向滲流,K.泰爾扎吉(一譯太沙基)根據飽和土中微分單元在單位時間內的流量變化與孔隙比變化率相等的條件,建立了孔隙水壓力u和深度z、時間t的一維固結微分方程
式中
為固結係數
;K為豎向滲透係數;e為孔隙比;a為壓縮係數;
為水的容重。式中表示孔隙水壓力u的消散速率與土的滲透係數K和土的壓縮模量
=(1+e)/a成正比。隨著粘土層的逐步固結,K值減小而
值增大,但兩者的乘積,即
卻大致保持不變。根據問題的起始條件和邊界條件,可以用傅立葉級數表述固結方程的解u。
透過固結係數可以大概算出固結率,完全固結所需時間。
擴充套件資料:
確定方法:
間接推算方法
間接推算方法以王秀豔法、神經網路計算法 、剩餘沉降對數法、最小二乘法、等比級數推演算法、遺傳演算法、固結速率半對數法、試演算法等為代表。
實質上神經網路計算法、最小二乘法、遺傳演算法並不能歸於確定固結係數的方法之列,它們只是確定固結係數的過程中用到了神經網路計算法、最小二乘法、遺傳演算法的數學處理方法。以上間接推演算法最基本的方程還是太沙基一維固結方程。
間接推演算法最大的優點是可以有效的消除人為因素在固結係數計算過程中的影響,提高了資料處理的速度和資料的計算精度。
反演分析方法
反演分析計算法以修正Asaoka法、實測沉降推演算法、實測孔壓推演算法等為代表 。主要是以施工現場實測的孔壓或者沉降量為依據,反演計算出固結係數。
反演分析方法中的計算公式仍然是由太沙基一維固結理論公式推導而來。由於反演法能夠利用已有的沉降或孔壓觀測資料,分析計算軟土的固結係數及其它各種引數,從而能更好的預測後期沉降發展情況。
因此,反演分析方法具有較高的工程實用價值。在軟基處理過程中,往往根據實際監測的各種資料,反演軟土的固結係數,以便更為準確的掌握軟土的固結特性,修正設計誤差,正確判斷工程效果。