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摘 要

本文对软土、固结度及抗剪强度的定义、主要特性、测定方式与相互之间的关系进行了介绍；并介绍了国内外有关学者对于固结度与抗剪强度之间的关系所做的研究，在此基础上设计了试验方案，确定了以当前变形量与总变形量之比作为确定当前试样固结度的方式；严格按照规范规定的要求以及之前确定的方案进行试验，得到试验数据后，根据库伦公式分别采用截距法及最小二乘法两种方式对试验所得数据进行整理计算，并根据数据结果分析了固结度与时间之间、预固结程度与抗剪强度指标之间的关系以及不同预固结方式之间的差异和优劣，分析了试验数据中有误差的部分及其误差产生的原因；总结了整体试验的数据得到的信息和规律。

关键词：软土 固结度 抗剪强度 固结快剪试验 预固结

The research of soft soil’s undrained direct shear test under different consolidation conditions

Abstract

This paper introduces the definition, main characteristics, measurement method and relationship of soft soil, degree of consolidation and shear strength, and introduces the research on the bearing between degree of consolidation and shear strength by academic from domestric and foreign country. On this basis, the basic test scheme is designed, and the ratio of current settlement to total settlement is determined as the consolidation. Then strictly before the prescribed standards as well as the plan of experiments. After obtaining the test data, the intercept method and the least square method are used to sort out and according to the Coulomb formula to calculate the test data, and the bearing between the degree of consolidation and time, the degree of preconsolidation and the shear strength index are analyzed according to the data results The differences and advantages and disadvantages between different preconsolidation methods are analyzed. The error part in the test data and the causes of the error are analyzed. Finally, the information and rules obtained from the overall test data are summarized.

Key words:soft soil;degree of consolidation;shear strength; consolidated quick shear;preconsolidation

目 录

摘要 …………………………………………………………………………………………I

ABSTRACT ………………………………………………………………………………II

第一章 软土、固结度与抗剪强度……………………………………………………1

1.1 软土及其主要特性…………………………………………………………………1

1.2 固结度………………………………………………………………………………1

1.3 土的抗剪强度及其测定方式………………………………………………………2

1.4 软土抗剪强度与固结度的关系……………………………………………………5

第二章 试验方案确定及数据整理……………………………………………………7

2.1试验方案确定 ………………………………………………………………………7

2.2 数据整理 …………………………………………………………………………7

2.3 数据处理方式 ……………………………………………………………………12

第三章 数据处理与误差分析…………………………………………………………15

3.1 数据处理 …………………………………………………………………………15

3.2 误差及数据分析 …………………………………………………………………19

第四章 总结………………………………………………………………………………22

参考文献……………………………………………………………………………………23

致谢…………………………………………………………………………………………24

第一章 软土、固结度与抗剪强度

1.1 软土及其主要特性

软土是一类特殊土的统称，包含多种类型的土如淤泥质土等。一般通过物理力学指标中的天然孔隙比和含水率来判断一种土是否属于软土。具体判别方法为天然孔隙比e₀≧1.0，且天然含水率W₀大于液限W_L，一旦一种土满足这个标准，这种土就属于软土。软土在我国分布广泛，无论是沿海地区、内陆平原还是部分山间地区都有分布^[1]，除此以外，湖盆、洼地的软土则主要分布于洞庭湖、洪泽湖等内陆大湖附近，河流中下游两岸的漫滩和阶地等处也常分布有软土。

软土的主要工程地质性质有以下几种：（1）低强度：软土的不排水抗剪强度一般都比较小（τlt;20kPa），因此软土地基的承载力无论是理论计算和工程实际数值都会很低。（2）低透水性：软土的透水性很差，地层分类上属于微透水层或者不透水层，不利于地基正常的排水固结。在加荷载的初期阶段，地基中常会产生较高的孔隙水压力，使地基强度降低，并且由于透水性的问题，软土作为地基时地基变形沉降持续时间也会更久。（3）高压缩性：软土的压缩系数α一般都比较大，因此建造在软土地基上的建筑物的沉降量一般也都会比较大。（4）不均匀性：由于沉积环境会产生各种变化，土层也会产生各种变化，导致土的均匀性很差，容易产生不均匀沉降的问题。（5）触变性：土壤在受到扰动时，结构会遭到一定程度的破坏，会导致土壤的强度下降，扰动前与扰动后土体强度的比值用灵敏度S_t作为表示，软土的S_t一般都很高，所以软土在扰动时土体强度下降的幅度也会更大。（6）流变性：软土容易产生水平方向的侧向位移，对边坡和基坑的稳定性非常不利，也会影响到建筑物总体的地基沉降量。

南京地处长江中下游，有很大一部分区域地貌单元位于长江漫滩区，因此南京有许多规划或者在建的建筑都会建筑在长江漫滩区的软土之上，所以本文接下来以研究该区域的软土的抗剪强度性质为主。

1.2 固结度

固结度指的是土体在受到一定的固结压力后产生固结的程度，也等价于孔隙水压力消散的程度。对于任一土体经固结压力后某一时刻的固结度U，可按下式来表示

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