超固结状态的原因及工程意义

超固结状态的原因及工程意义

超固结状态的淤泥质土在物理性质上与正常或欠固结淤泥质土没有太大区别，但在力学性质上有着明显的差异，这些土层在过去历史上曾受到过比目前所受的有效上覆土压力p?o更大的竖向有效压力即先期固结压力pc，土层的超固结比ocr=p?c/p?o>1。一般在埋深20~30米，淤泥质土上覆土压力大约为150~250kpa，先期固结压力p?c可由室内试验测得，可达250~350kpa，一般欠固结淤泥质土的先期固结压力实测只有50~150kpa，在自重压力下尚未完成固结。在压缩试验中，当试验竖向压力小于先期固结压力时，超固结淤泥质土的竖向变形并不象欠固结淤泥质土那样大，此时压缩曲线较平缓，表现为中压缩性；当竖向压力超过先期固结压力时，土层开始发生较大的变形，所以这时超固结土的压缩模量会随着压力增大而变小，直至基本固结完成。超固结淤泥质土的压缩曲线略呈上凸形。而欠固结土淤泥质土在开始压缩时变形量大，随着压力的増加，其压缩变形的増量是递减的，既其压缩模量是随着压力增加而逐渐增大的，其压缩曲线较陡，呈上凹形。两种压缩曲线形态存在着显然的不同。
　　超固结淤泥质土在固结快剪试验中，土层所受先期固结压力愈大，其凝聚力则愈大，可高达30kpa以上，其内摩擦角却相对略小；而欠固结淤泥质土的凝聚力一般为15kpa左右。
　　超固结淤泥质土具有比欠固结淤泥质土更高的灵敏度，结构性强，因此在保持原状结构时，在先期压力之内都表现为中压缩性，而一旦结构受到破坏，表现为流塑性，其力学强度会大大降低。

所谓固结是指土体在建筑物荷重或自重压力及其它应力作用下，其变形随时间发展至完全稳定的全过程。而前期固结压力(σp′)是指土层在地质历史上曾经受过的最大有效固结压力。 工程中根据先期固结压力与目前自重应力的相对关系，将土层的天然固结状态划分为三种，即正常固结、超固结和欠固结。并用超固结比OCR作为反映土层天然固结状态的定量指标：该固结状态的形成主要受胶结作用和沉积环境的影响