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欠固结和超固结的基本含义

先明确一个关键前提:土的 “历史最大压力”

土在自然界中,会受到上方土层的压力(比如地下 10 米的土,要承受上方 10 米土的重量,这就是它的 “历史压力”)

随着地质变化(比如地壳抬升、河流冲刷,上方土层被剥掉),土受到的压力会 “减小”;

或人为堆载(比如填土、盖建筑),压力会 “增大”。


我们把土 “曾经承受过的最大压力” 叫做前期固结压力(pc)

把土 “现在正在承受的压力” 叫做当前有效压力(p₀)

欠固结和超固结的区别,本质就是 “当前压力” 和 “历史最大压力” 的大小关系。

一、欠固结土:“没经历过最大压力,现在压力是‘第一次挑战’”

比如一块土在自然界中,原本只承受 50kPa 的压力(历史最大 pc=50kPa),后来因为人为填土、盖建筑,现在要承受 80kPa 的压力(当前 p₀=80kPa)

80>50,这块土就是欠固结土。

它会在 80kPa 的压力下,慢慢排出孔隙水,体积收缩,直到 “适应” 这个压力。

(此时它的 “新历史最大压力” 变成 80kPa),固结才停止。

新填的土:过去没承受过现在的自重压力,属于欠固结;

关键特点:

会 “持续沉降”:因为现在的压力是 “新挑战”,土需要时间挤水变结实,所以盖在上面的建筑会慢慢下沉;

变形量大:第一次承受大压力,挤水过程长,沉降量比其他土大。

二、超固结土:“以前经历过比现在更大的压力,现在的压力是‘减重’”

比如一块土在地质历史上,曾经承受 120kPa 的压力(历史最大 pc=120kPa),后来因为地壳抬升,上方 5 米土被剥掉,现在只承受 70kPa 的压力(当前 p₀=70kPa)

70<120,这块土就是超固结土。

它在 120kPa 的压力下已经 “挤完水、变结实” 了,现在 70kPa 的压力比曾经的压力小,所以不会再发生明显的固结变形。

常见场景:

曾经被冰川压过的土(冰川重量大,土承受过巨大压力,冰川融化后压力减小);

老城区的土(过去可能盖过高层建筑,承受过更大压力,建筑拆除后压力减小);

地壳抬升区域的土(上方土层被剥掉,压力变小)。

关键特点:

几乎 “不沉降”:因为早就适应过更大压力,现在的压力更小,土已经很结实,盖在上面的建筑沉降量很小;

承载力高:曾经承受过更大压力,所以现在能扛住比普通土更大的重量(比如能盖更高的楼)。

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