公式
式中:
-----土的固結係數(
)
k-----滲透係數
γw-----水的重度,一般近似值等於10.0kN/m3
e-------天然孔隙比
a------壓縮係數
土體在外加荷載作用下,由於孔隙比減少而壓密變形,同時提高了強度。對於飽和土,只有當孔隙水擠出以後,變形才能產生。開始時,土中應力全部由孔隙水承擔。隨著孔隙水的擠出,孔隙水壓力逐步轉變為由土骨架承受的有效應力。研究這兩種應力的相互消長以及土體變形達到最終值的過程,稱為土體固結理論。
在一維固結理論中(詳見土體固結理論),孔隙水主要沿豎直方向滲流,K.泰爾扎吉(一譯太沙基)根據飽和土中微分單元在單位時間內的流量變化與孔隙比變化率相等的條件,建立了孔隙水壓力u和深度z、時間t的一維固結微分方程
式中
為固結係數(
);K為豎向滲透係數;e為孔隙比;a為壓縮係數;
為水的容重。式中表示孔隙水壓力u的消散速率與土的滲透係數K和土的壓縮模量
=(1+e)/a成正比。隨著粘土層的逐步固結,K值減小而
值增大,但兩者的乘積,即
卻大致保持不變。根據問題的起始條件和邊界條件,可以用傅立葉級數表述固結方程的解u。