固結和次時間效應
正文
飽和土在載重作用下，變形一般有兩種時間效應。一是孔隙中的水逐漸逸出，導致土孔隙體積縮小，這一過程稱為固結；二是土骨架隨時間緩慢變形，這一時間效應稱為次時間效應。最初人們認為土體的變形、地基的沉陷主要是由固結這一時間效應引起的，而次時間效應則是次要的，因此，人們稱前者為主固結，而把後者稱為次固結。固結理論 奧地利學者K.泰爾扎吉（又譯太沙基）於1923年首先提出單元固結理論，或稱主固結理論。這一理論的基本假定是：①土體是均質和完全飽和的；②土的滲透係數不變；③土顆粒和水均為不可壓縮體；④外載重是瞬時加到土體上的，並在固結過程中保持恆定；⑤土體的應力與應變呈線性關係；⑥在外力作用下，土體中只引起上下方向的滲流與壓縮；⑦土中滲流服從達西滲流定律；⑧土體變形完全是由孔隙水排出和超靜水壓力消散引起的；⑨土骨架的變形沒有時間效應。根據上述假定，他導出單向滲透固結的微分方程式如下： 式中u為孔隙水壓力；K為土的滲透係數；e1為土層固結前的初始孔隙比；γw為水的容重;av為土層的壓縮係數；Cv為固結係數。根據上式,結合初始條件和邊界條件,當已知土層中任一點在某一時刻的孔隙水壓力值u後,就可算出該點的孔隙比的變化，從而可確定土層總厚度的變化，即預測土層的變形隨時間的增長過程。
泰爾扎吉的理論主要是以孔隙水壓力消散為依據的，而沒有考慮土骨架蠕變引起的次時間效應，因此，與實際有出入。實踐表明，對粘土層，特別是軟土和淤泥層，由次時間效應引起的沉陷量在總沉陷量中所占的比重很大。因此，許多學者，如美國的D.W.泰勒(1940)、M.A.畢奧(1956)，中國的陳宗基(1953～1957)、英國的R.E.吉勃遜(1961)等在這方面通過研究，改進了泰爾扎吉的固結理論。
次時間效應 陳宗基最先考慮了土骨架蠕變引起的次時間效應，並建立了三向固結理論。他早年通過系統的粘土流變試驗，發現土的次時間效應，並建立了三向固結理論，這一理論認為，次時間效應是由下面兩個原因引起的：①偏應力（或剪應力）引起土骨架的粘滯剪下流動；②球應力產生體積蠕變的延滯作用是由於土骨架本身的粘彈性性質引起的，同時也是由於孔隙水擠出的延滯作用產生的。對於沉陷初期，這一理論和泰爾扎吉理論比較接近，但對於長期沉陷，兩者差異較大，陳的理論比較符合實際。特別是對於淤泥、軟土層更是如此。
參考書目
K.太沙基著，徐志英譯：《理論土力學》，地質出版社,1960。(K.Terzaghi,Theoretical Soil Mechanics,John Wiley &Sons,New York,1943.)
黃文熙主編：《土的工程性質》,水利電力出版社,北京，1983。
