【摘要】：饱和黏土在压力作用下,孔隙水随时间而逐渐被排出,同时孔隙体积也随之减小,这一过程称为饱和土的渗透固结。渗透固结所需时间的长短与土的渗透性和土层厚度有关,土的渗透性越小,土层越厚,孔隙水被挤出所需的时间越长。饱和土的渗透固结可以用图4-12所示的模型说明。当t＝∞时,水从排水孔中全部排出,孔隙水压力完全消散,外力σ全部由弹簧承担,饱和土渗透固结完成,如图4-12所示,u＝0,σ′＝σ。
饱和黏土在压力作用下,孔隙水随时间而逐渐被排出,同时孔隙体积也随之减小,这一过程称为饱和土的渗透固结。渗透固结所需时间的长短与土的渗透性和土层厚度有关,土的渗透性越小,土层越厚,孔隙水被挤出所需的时间越长。
饱和土的渗透固结可以用图4-12所示的模型说明。圆筒中充满水,弹簧表示土的颗粒骨架,圆筒中的水表示土中的自由水,带孔的活塞表示土的透水性。由于弹簧中只有固、液两相介质,则对于外力σ的作用则由水与弹簧共同承担。设弹簧承担的压力为有效应力σ′,圆筒中的水为孔隙水压力u,按照静力平衡条件,有
图4-12 饱和土的固结渗透模型
(1)当t＝0时,活塞顶面受到外力σ的瞬间,水来不及排出,如图4-12(a)所示,弹簧没有变形和受力,附加应力σ全部由水来承担,即u＝σ,σ′＝0。
(2)当0＜t＜∞时,由于荷载作用,水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;相应u逐渐减小,如图4-12(b)所示,u＋σ′＝σ,σ′＞0。
(3)当t＝∞时,水从排水孔中全部排出,孔隙水压力完全消散,外力σ全部由弹簧承担,饱和土渗透固结完成,如图4-12(c)所示,u＝0,σ′＝σ。
饱和土的渗透固结就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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