固结系数的测定
测定土的次固结系数及方法
测定土的次固结系数及方法土壤的次固结系数是指土壤在所施加的荷载下的体积变形量与有效应力之比。
它是衡量土壤中孔隙变形影响程度的重要参数，对工程设计和稳定性分析至关重要。
测定土的次固结系数可以通过以下步骤进行：第一步：选择适当的荷载和试验仪器。
次固结系数的测定需要施加一定的荷载，经常使用的荷载有自重、定载荷、均布荷载、静水压力荷载等。
试验仪器包括排水单轴剪切仪、三轴测定仪、平板振动器等。
根据具体的试验要求进行选择。
第二步：准备土样。
为了获得可靠的测量结果，土样必须具有良好的代表性。
土样的采集可以使用标准罐、钻孔等工具进行。
采集后的土样需要经过筛分、加热干燥等处理，以去除杂质和调节土壤水分含量。
第三步：进行试验。
试验可以分为固结试验和压缩试验两种方式。
在固结试验中，荷载被施加在土样上，随着时间和荷载的作用，土体的体积会发生相应的变形，这时可以通过读取试验仪器上的读数计算次固结系数。
在压缩试验中，应用较大荷载使土样产生较大的变形，然后再增加一个较小的荷载使其达到稳定状态，从而计算次固结系数。
需要注意的是，在压缩试验中应避免土样发生固结变形。
第四步：数据分析和报告撰写。
试验结束后，需要对获得的数据进行分析和计算，从而得出土的次固结系数。
根据国家或地方制定的标准，该结果可以与标准结果进行比较，以评估土壤的更准确的工程性质。
以上就是测定土的次固结系数的主要步骤，这是一项复杂而重要的试验，需要高度的实验技能和经验。
虽然现代技术已经可以利用数字化把台面上的看不到的强力数据直接透明传递给程序，但是在现实生活中，试验仪器和土塞内部的弹性参数都还是需要实验让其数值化的尤其是土壤，不可避免地会受到因人而异的不确定性影响，需要极小心地推导和分析。
次固结系数的测定
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。
固结试验指标
固结试验指标摘要：一、固结试验概述二、固结试验指标分类1.压缩指数2.回弹指数3.固结系数三、固结试验指标计算与分析1.压缩指数计算2.回弹指数计算3.固结系数计算四、固结试验指标应用1.土体性质评估2.地基设计3.工程监测与维护正文：一、固结试验概述固结试验是研究土体在垂直压力作用下体积变形和孔隙比变化规律的一种室内试验方法。
通过固结试验，可以了解土体在施工荷载作用下的变形特性、固结过程以及土体内部应力分布状况。
固结试验主要包括压缩试验、回弹试验和固结试验等。
二、固结试验指标分类1.压缩指数：压缩指数是指土体在垂直压力作用下，单位压力增量引起的孔隙比变化率。
它反映了土体在压缩过程中的变形特性。
2.回弹指数：回弹指数是指土体在卸载过程中，回弹变形与卸载压力之间的关系。
它反映了土体在卸载过程中的变形特性。
3.固结系数：固结系数是指土体在垂直压力作用下，单位压力增量引起的体积变形率。
它反映了土体在固结过程中的变形特性。
三、固结试验指标计算与分析1.压缩指数计算：压缩指数的计算公式为：压缩指数= （孔隙比变化值）/（单位压力增量）2.回弹指数计算：回弹指数的计算公式为：回弹指数= （回弹变形值）/（卸载压力）3.固结系数计算：固结系数的计算公式为：固结系数= （体积变形值）/（单位压力增量）四、固结试验指标应用1.土体性质评估：通过固结试验指标，可以评估土体的压缩性、回弹性和固结性等性质，为地基设计和工程监测提供依据。
2.地基设计：根据固结试验指标，可以合理选择地基处理方法，优化地基设计，提高地基承载力和稳定性。
3.工程监测与维护：在工程建设过程中，通过监测固结试验指标的变化，可以及时了解土体的变形状况，为工程维护和调整提供依据。
综上所述，固结试验指标在土体性质评估、地基设计和工程监测等方面具有重要的应用价值。
快速固结法测定固结系数的试验研究
快速固结法测定固结系数的试验研究陈素侠;王楠;孟令福;胡相波【摘要】In this paper, clay soil from Bayuquan area was chosen for the study. 2-hour rapid consolidation test and 24-hour standard consolidation test were conducted. The results of the two types of test shows that they has a good relevance. The data of 24-hour standard consolidation test can be calculated from data of 2-hour rapid consolidation test with data correction. It means in engineering practice 2-hour apid consolidation test method can be used to replace the 24-hour standard consolidation test method to improve the efficiency of consolidation tests.%本文以鲅鱼圈地区粘性土为研究对象,进行了2 h快速固结试验和24 h标准固结试验,对两种试验所得的数据进行对比,经过数据的归纳分析,发现两者间具有良好的相关性,对2 h快速固结试验所得固结数据修正可以得到24 h标准固结试验的固结系数.提出在工程实践中可以用2 h快速固结试验法代替24 h标准固结试验法,以提高固结试验的效率.【期刊名称】《港工技术》【年(卷),期】2016(053)002【总页数】4页(P95-98)【关键词】固结试验;固结系数;2h快速法;相关性【作者】陈素侠;王楠;孟令福;胡相波【作者单位】中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300222;中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300222;中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300222;中水北方勘测设计研究有限责任公司,天津 300222【正文语种】中文【中图分类】TU472固结系数是固结理论的一项重要的指标，也是土力学中重要的计算参数。
固结试验实验报告
一、实验目的本实验旨在通过土的固结试验，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，为计算分析土的变形特性提供依据。
二、实验原理土在外荷载作用下，其空隙间的水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积也将缩小，从而引起土体的压缩变形。
本实验采用固结试验方法，通过施加不同压力，观察土样的压缩变形，从而确定土的压缩性指标。
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。
4. 环刀刀片切割器。
5. 环刀夹具。
6. 滤纸、透水石、加压导环、加压板、定向钢球等。
四、实验步骤1. 准备工作（1）将土样取出，置于实验室内自然风干，然后用环刀刀片切割器切割成30cm2的土样。
（2）将切割好的土样放入环刀夹具中，调整环刀夹具使其与水平面垂直。
（3）用天平称量土样的质量，记录数据。
2. 安装试样（1）将环刀刀口向下，放入固结仪的压缩容器内。
（2）在土样两端贴上洁净而润湿的滤纸，放入透水石。
（3）将加压导环和加压板放在透水石上，然后将定向钢球放在加压板上。
3. 施加压力（1）将横梁与球柱接触，插入活塞杆。
（2）装上测微表，并使其上的短针正好对准6字。
（3）将测微表上的长针调整到零，读测微表初读数R0。
（4）逐渐增加压力，每隔一定时间读取测微表读数，记录数据。
4. 数据处理（1）根据测微表读数，计算土样的压缩变形量。
（2）根据土样的压缩变形量，计算土的压缩系数、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。
五、实验结果与分析1. 土的压缩系数通过实验数据，计算出土的压缩系数为0.12cm-1。
土力学固结试验
土力学固结试验固结试验一、试验目的测定试样在完全侧限与轴向排水条件下，变形和压力的关系或孔隙比与压力关系，变形和时间的关系，以便计算土的压缩系数、压缩指数、压缩模量、固结系数等。
二、试验原理土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，土骨架颗粒之间相互挤密，封闭气体的体积缩小，从而引起土的固结变形。
三、试验方法1.快速固结法:规定试样在各级压力下的固结时间为1小时，仅在最后一级压力下除测记1小时的量表读数外，还应测读达压缩稳定时的量表读数，一般为24小时。
2.标准固结法:各级荷载以24小时为稳定标准，按照规定时间:6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、12 min 15s…….24h，至稳定为止。
读数计算沉降量。
本次试验课因时间问题，采用“标准固结法”，每级荷载假设9min固结稳定。
四、仪器设备2?三联固结仪;?环刀(高=2cm，面积=30cm)、刮土刀、天平、秒表等。
五、试验步骤1.将环刀内侧涂上一层凡士林，刀刃相下放在土样上。
2.用刮土刀将环刀均匀压入土样，高出环刀上沿1-2mm为宜，然后用钢丝锯和刮土刀将土样两端刮平。
3.擦干净环刀外层称其质量，取贴近环刀的余土测含水率。
4.将土样放入固结容器内，试样上依次放置护环、滤纸、透水板、加压盖。
5.将固结容器放置于固结仪加压框中，安装百分表并施加1kPa预压力后百分表调零。
6.按照试验方案加初级荷载，加荷后按6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min…时间顺序读数。
7.固结稳定后，施加下一级荷载并按上述时间读数直至加荷结束。
8.试验结束后，拆除试验，清理试验仪器。
六、成果整理1.计算公式1.试验记录表(1)含水率盒号盒重盒加湿土盒加干土含水率平均含水率w(2)密度环刀号(组号) 环刀质量环刀加土重密度 ,(3)固结试验读数压力p(kPa) 读数时间 50 100 200 4006s15s1 min 2min15s4min 6min15s9min (4)计算ea、、iiEs公式:dw(1)，s (其中取)d2.71e1,,0s,，1e0 =20mm，为各级压力9min读数之差。
水平固结系数统计表
水平固结系数统计表一、水平固结系数的概念水平固结系数是指土壤在水平方向上发生固结变形时所需的应力量与垂直方向上固结变形所需的应力量之比。
它反映了土壤在水平方向上的固结性质，是判断土壤水平固结性能的重要参数。
水平固结系数的计算方法有多种，常用的有振动法、压缩法和固结仪法等。
二、水平固结系数的计算方法1. 振动法：通过在土样中施加振动力来测定土壤的水平固结系数。
根据振动法进行实验，可以得到土壤的振动频率和振动幅度，从而计算出水平固结系数。
2. 压缩法：通过对土样施加一定的压力，使其发生压缩变形，从而测定土壤的水平固结系数。
在压缩试验中，可以获得土壤的应力-应变关系曲线，进而求得水平固结系数。
3. 固结仪法：通过固结仪进行特定试验，测定土样在固结过程中的变形特征，从而计算出水平固结系数。
三、水平固结系数的影响因素1. 土壤类型：不同类型的土壤具有不同的水平固结系数。
例如，黏性土壤的水平固结系数较大，而砂质土壤的水平固结系数较小。
2. 土壤含水量：土壤含水量的变化会影响水平固结系数。
当土壤含水量增加时，水分的存在会减小土壤颗粒之间的接触力，从而降低水平固结系数。
3. 土壤结构：土壤的结构对水平固结系数也有一定影响。
松散的土壤结构会导致水平固结系数较小，而密实的土壤结构会导致水平固结系数较大。
四、水平固结系数在工程中的应用水平固结系数在土力学和岩土工程中具有重要的应用价值。
它是设计土地基础工程和地下工程的重要参数之一，可以用于计算土壤的沉降量和变形量，从而评估工程的稳定性和安全性。
在土地基础工程中，水平固结系数可以用于设计地基改良方法，选择合适的加固措施，以减小土壤的固结变形。
在地下工程中，水平固结系数可以用于计算地下结构物的沉降量和变形量，从而确保工程的正常运行。
水平固结系数是土壤固结性质的重要指标，通过对其进行统计分析可以更好地了解土壤的固结特性，为工程设计和施工提供科学依据。
在实际工程中，我们应该充分考虑水平固结系数的影响因素，并合理应用相关的计算方法，以确保工程的稳定性和安全性。
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 ：
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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）。
在曲线的开始段，选任一时间t 1，查得相应的变形值d 1，再取时间t 2=t 1/4，查得相对应的变形值d 2，则2d 2-d 1即d 01；另取一时间依同法求得d 02、d 03、d 04等，取其平均值为理论零点d s ，延长曲线中部的直线段和通过9028480t h .C v =
曲线尾部数点切线的交点即为理论终点d 100，则d 50=(ds+d 100)/2，对应于d 50的时间即为试样固结度达50%所需的时间t 50。
某一级压力下的固结系数接下式计算：
图3-2 固结曲线（时间对数法）
5021970t h .C v。