次固结系数的测定
软粘土次固结系数变化特性的试验研究
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: 麦斯瑞 ( M esr,i 1973)、 拉德和福 特 ( L add and S = S / lg t C = e / lg t = C / ( 1 + e)
0 i
图 1 次固结系数 C a 的求法图
Foot, t 1977) 等: ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) ( 5)
2 试验介绍
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图 2 D 9观测 点累积沉降量预测值与实际值比较
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最大沉降量是否满足安全要求, 分析结果能为建设 施工和安全管理提供重要依据。本文所介绍的沉降 监测方案与观测方法是多次工程实践经验的总结 , 观测实施严格按照规范标准 , 监测技术具有一定的 指导性。 ( 2) 通过线性插值将观测获得的监测点非等时 距沉降值转化为等时距沉降数据序列 , 再运用 GM ( 1, 1) 灰色预测模型进行 建模分析。 结果显示 , 监
固结系数的测定
试验三 固 结 系 数 的 测 定1.通过试验测定试样的固结系数，用以计算地基土体受荷载后的固结度及固结时间。
2.测定固结系数所用仪器设备与固结试验相同3.试样的切取与安装与固结试验相同，加预压荷载后测微表调零。
4.进行试验(1)施加第一级荷载，一般为25kPa 或50kPa ，加荷的同时，开动秒表，记录测微计读数，测记时间为6"，15"，1'，2'15"，4'，6'15"，9'，12'15"，16'，20'15"，25'，30'15"，36'，42'15"，49'，64'，100'，200'，400'，23h ，24h ，至稳定为止。
(2)重复上述步骤继续加荷P 2=100kPa ，P 3=200kPa ，P 4=400kPa(3)读数完成后拆除测微计，卸下砝码从固结容器内取出环刀与土样，用滤纸吸去附在土样表面及环刀外水份，称环刀加土质量以求试验后的密度。
(4)将环刀中的土样推出，从其中内部取两试样，测定试验后的含水率。
5.计算及绘图(1)时间平方根法：对P 1=100kPa ，以变形为纵坐标，时间平方根为横坐标，绘制变形与时间平方根关系曲线（如图3-1）。
延长曲线开始段的直线，交纵坐标于ds 。
ds 为理论零点，过ds 作另一直线，令其横坐标为前一直线横坐标的1.15倍，那么后一直线与t d-曲线交点所对应的时间的平方即为试样固结度达90%。
所需的时间t 90。
该级压力下的固结系数按下式计算：式中：Cv —固结系数，cm 2/s h —最大排水距离，等于某级压力下试样的初始和终了高度的平均值，cm ；图3-1 时间平方根法求t 90(2)时间对数法：对某一级压力，以变形为纵坐标，时间的对数为横坐标，绘制变形与时间对数关系曲线，（如图3-2）。
固结试验中次固结系数的几点讨论
及地基的沉降， 估算区域性 的地面沉降中都是相 当重要 的指标 。 固结 系数 在 沉 降计 算 中 与压 缩 系数 ｎ 压 缩 模量 Ｅ 应 用 的较 多 ， 次 固 结 系 数 应 用 较 少 。 而 由于次 固结系数 应 用 的较 少 ， 多人 对 此 不 是很 了 很 解 。据查 很多规 范都 没 规定 次 固结 系数 这个 指 标 ， 然而 在港 口、 头工 程 中遇 到 厚 层软 土时 需 要该 指 标 。 码 在《 岩土工 程 勘 察 规 范 》ＧＢ ０ ２ — ２０ ） 有 规 定 ， （ ５０ １ ０１ 中 对 于 厚 层 高 压 缩 性 软 土 上 的 工 程 ， 务 需 要 时 应 取 任 定 数 量 的 土 试 样 测 定 次 固 结 系 数 ， 以 计 算 次 固 用 结沉降及其历时关 系 。但 许多 土工试验规 范却无 此 明 确 的 方 法 及 计 算 ， 个 很 大 的 缺 陷 。在 被 工 程 人 是 员 要 求 提 供 次 固 结 系 数 时 ， 成 试 验 人 员 处 在 无 据 造 可依的境 地 。虽 有此 方 面资料 可查 ， 容 易遭 到 质 但 疑 。希 望通 过 介 绍 次 固结 系 数 概 念 、 定 方 法 以及 确 对试 验 结 果 的分 析 讨 论 ， 够 更 加 全 面 的 了 解 它 ， 能 为
地基时间与沉降关系。但是对于次固结系数 Ｃ 的研 究却很 少， ｄ 连许 多规 范都没有关于次固结 系数
的说 明和规 定。而 实 际上 在工 程 中， 尤其是 码 头 、 口工程 遇到 厚层 软 土时 需要 该指 标 。介绍 了次 固 港 结 系数 Ｃ 及 其试验 方 法 ， 对试验数 据 分析 对 比后 总结 了一 些 经验 ， 望 能为 大 家 充分 了解 次 固结 在 希
两种测定固结系数试验方法——孔隙水压力消散法与固结仪法的比较
变形 ， 侧 向不发生变形 ； 孔隙水压力消散试验 为各 向等压 ， 土体在受压过程中产生整体变形 。 （ ３ ） 计算方式不同。 固结试验法主要通过作 图 法求 得 ，而 目前 广 泛 采 用 的 时 间 平方 根 法 和 时 间对数法 ， 只能通过 ｔ ９ ０ 和 ｔ ∞ 计算 固结系数 ； 而孔 隙 水 消散 试 验 通 过 所 测 数 据 直 接 使 用 相关 公式 计 算， 求 得 任一 消 散 度下 的 固结 系数 。
算参 数成 为土工试验 中所要研 究的新课题 。 目前室 内试验 中广泛 采用 固结仪法 来计算 固结 系数 ， 通 过绘 图计算结 果 ， 如何从 其 他 试验途径 寻求计算 固结系数 的方法为人 们所探 究的方 向。现将 以孔 隙水压力 消散试验法 计算 固结系数 ， 通过与 固结仪法 的 比
１ ５ ６ 科技研究
城 市道 桥 与 防 洪
２ ０ １ ５ 年１ 月第 １ 期
两种 测 定 固结系数试 验 方法
一
孑 Ｌ 隙水 压力消散法 与 固结仪法 的 比较
李雄 飞
（ 上 海市政 工程 设计 研究 总院 （ 集 团） 有 限公 司 ， 上海 市 ２ ０ ０ ０ ９ ２ ）
摘
要： 随着 社会经 济的发展 ， 各种类型 建筑物 的新 建 ， 越 来越多 的建筑类型 对沉降 的要 求也越来 越高 。 如何 多方 面提供沉 降计
１ 固结 仪 法
采 用 土工 试 验 固 结 仪 ，依 据 太 沙 基 单 向 固结 理论 ， 假设条件 为土体是均匀 的 、 土体 完全饱 和 、 土颗 粒 和水 是 不 可 压 缩 的 、孔 隙 水 只 沿 一 个 方 向
的时间的平方 即为试样 固结度达 ９ ０ ％所需要 的时 间 ｔ ９ ０ （ 见图 ２ （ ａ ） ） ， 则 该 级 压 力 下 的 固结 系 数 按 下 式计 算 ：
固结实验报告总结
一、实验目的本次固结实验旨在通过测定土的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数、竖向固结系数、水平向固结系数以及先期固结压力等参数，分析土的变形特性，为土工工程设计和施工提供科学依据。
二、实验原理土体在外部荷载作用下，空隙中的水和空气逐渐被挤出，土颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积缩小，从而导致土体的压缩变形。
本实验通过施加不同压力，观察土样的压缩变形，从而计算出土的各种固结参数。
三、实验仪器1. 小型固结仪：包括压缩容器和加压设备两部分，环刀（内径61.8mm，高20mm，面积30cm²），单位面积最大压力4kg/cm²；杠杆比1：10。
2. 测微表：量程10mm，精度0.01mm。
3. 天平，最小分度值0.01g及0.1g各一架。
四、实验步骤1. 按工程需要选择面积为30cm²的切土环刀取土样。
2. 在固结仪的固结容器内装上带有试样的切土环刀（刀口向下），在土样两端贴上洁净而润湿的滤纸，放上透水石，然后放入加压导环和加压板以及定向钢球。
3. 检查各部分连接处是否转动灵活；然后平衡加压部分。
4. 横梁与球柱接触后，插入活塞杆，装上测微表，并使其上的短针正好对准6字，再将测微表上的长针调整到零，读测微表初读数R0。
五、实验结果与分析1. 压缩系数：根据实验数据，计算出土的压缩系数α1-1，表明在相同条件下，土样的压缩变形与其应力增量成正比。
2. 压缩模量：通过计算压缩模量E，可以评估土体的变形能力。
实验结果显示，土样的压缩模量E1-1较大，说明土体具有较高的变形抵抗能力。
3. 体积压缩系数：体积压缩系数αv反映了土体在压缩过程中体积的变化。
实验数据表明，土样的体积压缩系数αv较小，说明土体在压缩过程中体积变化较小。
4. 压缩指数：压缩指数C反映土体的压缩特性。
实验结果显示，土样的压缩指数C较大，说明土体在压缩过程中表现出较明显的非线性关系。
5. 回弹指数：回弹指数β反映了土体在卸载后的恢复能力。
软土次固结系数的试验研究
软土次固结系数的试验研究软土是指一种容许有机物质并具有易湿润特性的土壤，在建筑工程中被广泛应用。
随着大规模土地利用和城市化进程的加快，软土地区的工程建设发展迅速，使软土的工程性质受到广泛关注。
而在软土基础设施工程中，软土次固结系数的研究是一个非常关键的课题。
软土次固结系数是指在不改变其他物理机械性质的情况下，通过一次压实试验，将软土表格层的土壤从初始湿度向增重湿度调节的过程中，每次的压实度与湿度之间的从旧状态到新状态的变化率。
通过测定软土次固结系数，可以有效地判断软土次固结状态，从而为软土设计提供有效参考依据。
为了研究软土次固结系数，我们对一个软土片层进行了试验研究，以探究土壤次固结特性和次固结系数变化规律。
试验步骤如下：1、对软土样本进行水分和机械分析，分析其物理机械性质，评价其用在工程中的适用性；2、用相应的设备进行压实性试验，测量软土样本的初始湿度，每次压实度和湿度，记录压实度和湿度之间变化率；3、绘制压实度湿度关系曲线，拟合曲线，计算出软土次固结系数；4、观察软土次固结过程中的变化规律，总结出软土次固结的特性和表现形式；研究结果表明：在同一软土样本的不同湿度和压实度条件下，软土次固结系数有一定的变化规律。
当湿度从25%增加到35%时，软土的次固结系数以5.5%的速度递增，在35%湿度之后，软土次固结系数达到最大值，并有所下降；当湿度大于35%时，次固结系数下降较慢，受压实度的影响较小。
软土次固结系数的试验研究表明，软土基础设施工程中，在相同压实度、湿度和基本物理机械性质的情况下，软土的次固结系数也会发生一定的变化，这些变化与软土水分含量有关，而水分含量则决定了软土的次固结状态，一般情况下，当软土的湿度大于35%时，软土的次固结状态会出现明显的降低。
从研究结果可以看出，软土次固结系数的变化规律与随时间和湿度变化而发生变化，因此，精确测定软土次固结系数，对于工程地质勘察和设计尤为重要。
以上研究表明，对于软土次固结的研究成果是非常宝贵的，它为软土工程设计提供了可靠的参考依据，为避免软土基础设施工程的失败、破坏和延误提供了有力保障。
次固结系数计算
次固结系数计算全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：次固结系数是土力学中的一个重要参数，它反映了土样在一定固结细度条件下的固结变形特性。
在工程应用中，次固结系数的计算对土体的工程性质和稳定性具有重要意义。
下面我们来详细介绍次固结系数的计算方法和应用。
次固结系数的计算方法通常采用三种途径：实验法、经验法和理论法。
实验方法是通过原位或室内试验测得土体的固结曲线，然后根据特定的模型或曲线拟合方法来计算次固结系数。
实验法的优点是直接可靠，但需要耗费大量时间和成本。
经验法基于大量试验数据和经验公式，通过参数拟合或归纳推理的方式来计算次固结系数。
经验法简便易行，但适用范围有限。
理论法则是基于土体力学理论和数学模型，通过极限平衡、弹塑性理论等方法来计算次固结系数。
理论法具有普适性和理论支撑，但对土体性质和计算条件要求较高。
次固结系数的计算公式主要包括排水固结次固结系数和有效固结次固结系数两种。
排水固结次固结系数的计算通常采用排水试验数据，通过标定试验曲线来求取。
有效固结次固结系数则考虑了固结过程中孔隙水的渗透和排泄，是土体的实际固结系数。
有效固结系数的计算需要考虑土体的渗透性、水头变化和排水条件等因素。
次固结系数的应用在土力学和岩土工程中具有重要意义。
它不仅可以用来描述土体的固结特性和压缩性质，还可以作为工程设计和分析的基础参数。
次固结系数可以用于计算土体的水平位移、变形量和稳定性，为工程结构的设计和施工提供依据。
次固结系数还可以用于土体的可持续开发和利用，保证土地资源的合理利用和管理。
次固结系数的计算是土力学研究中一个重要的课题，它关乎土体的工程性质和稳定性。
通过合理选择计算方法和准确确定参数，可以更精确地描述土体的固结特性和行为规律，为工程实践提供科学依据。
希望本文的介绍可以帮助读者更好地理解次固结系数的计算方法和应用价值，促进土力学理论的深入发展和工程实践的创新应用。
【字数约580字】第二篇示例：次固结系数计算是土壤力学中一个重要的参数，它反映了土壤颗粒之间的紧密程度。
软土次固结特性试验研究
（2）2 号土样分级加荷至 12.5，50，200，400， 600 kPa，除最后一级加荷比为 0.5 外，加荷比 ∆p / p ≥1。
（3）3 号土样分级加荷至 12.5，50，75，100， 150，200，300，400，600，700 kPa， ∆p / p ≤1。
图 3～6 为无预压荷载土样的 e-lgt 关系曲线。 对这些试验曲线的分析可以得出：在低应力水平下， 曲线有较大曲率，主固结与次固结分界明显；随着 累加荷载的增加，主次固结的分界逐渐模糊，曲线 近似成了直线。所以，主次固结的划分受下述 3 个 方面因素影响：
（1）加荷比的影响：1 号土样（图 3）的加荷 比为 1，2 号土样（图 4）的前 3 级荷载的加荷比为 3，由图可以看出，加荷比大的，主次固结的分界明 显，线形是典型的太沙基所描述的曲线形状，说明 加荷比对主次固结的划分有一定的影响。
第3期
周秋娟等：软土次固结特性试验研究
405
2 基本试验方法
2.1 土的基本物理特性 试验用的原状土样取自珠江入海口处的南沙新
垦。土的基本物理性质指标如表 1 所示。 根据土样的外观特点可知，该地区的软土在地
表下 6～8 m 范围内为淤泥混砂层，局部区域甚至 形成“千层糕”剖面，有些土样中还混有贝壳等杂 质。表 1 数据表明，软土层天然含水率大，孔隙比 在 0.87～2.00 之间，间接反映了该地区土压缩性大、 强度低的特点。
收稿日期：2004-12-06
修改稿收到日期：2005-03-09
基金项目：广东省自然科学基金项目资助（No. 021145）；广东省科技计划项目（No. 2004B32801003）；国务院侨办重点学科资助项目。 作者简介：周秋娟，女，1981 年生，硕士研究生，从事软土时效特性的研究工作。E-mail: qjzhou2@
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次固结系数的测定
次固结尤其是软土的次固结是工程应用中比较关注的问题，但不知出于何种原因，现行的国标行标均在有意无意间回避次固结系数的测定，即使是ASTM ，在固结试验这个章节里也没有提及次固结系数。
我们说在主固结完成之后，孔隙排水的过程基本结束，但土颗粒骨架在重力作用下发生缓慢蠕变的过程是相对漫长的，对工程建筑的影响是很大的，特别是一些重要建筑，关乎百年大计，如颗忽视这个问题结果是可想而知了。
单就试验技术而言，一维相的次固结系数不难确定，以前的规范上好像就有过相关内容（记得是老早的公路规范还是地矿部规范，还得查找后确认），目前大约只有英国土木规范BS ：1377有关于次固结系数的计算方法，公式如下：
式中，δh —CF 线段上，与时间t 2、t 1对应的试样的高度变化；
h 0—试样初始高度，取20mm 。
次固结系数试验的方法就是在主固结完成后继续观测沉降变化，绘制沉降量--时间对数关系曲线，如上图所示，国内的试验规范已消失有关次固结的条文，但一些文献上资料上普遍采用的次固结系数计算公式与上式稍有区别，即以孔隙比代替了沉降量，相应的公式为：
上述的国内文献载的次固系公式摘自《工程地质手册》，可见这两种计算结果之间相差一个1+e0的系数，所以在提交结果时一定要注明所采用的公式，不然很容易搞错。
接着前面的话题，既然通过固结试验测定次固结的试验方法并不难，计算公式也容易理解，为什么很多试验规范避而不谈呢，我认为以下这种考虑可能是现实的。
次固系必然是发生在主固结之后，我们已经知道主固结的完成需要一些时间，对于透水性较弱的粘性土，主固结基至在数小时之内难以完成，那么要获得次固结段的数据，势必需要更长的时间，有的个把月都嫌短，这就对试验环境条件提出了严苛的要求，任何风吹草动都会影响到试验结果，我自己连续观测过一个结构性粘土在超过前期压力的某级荷载作用下的次固结，十天之后就不得不中止，因为一般实验室的条件不可能达到那么安静恒温恒湿没有一丝震动何况还有难免的观测误差人为误差。
当然我说的是比较极端的情况，有些透水性能较好的土或者是在小于前期固结压力的荷载作用下的次固结其实很容易观测。
次固结与前期固结压力和土的性质都有关系，尤其是结构性粘土与前期固结压力的关系极为明显，在小于前期固结压力之前，次固结可能很快到达，一般观测24小时就可出现明显的尾部直线段，而且数值也比较小。
有不少文献已经对此做了细致的研究。