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研究土体在外荷载作用下排水固结过程的理论。在外荷载作用下，饱和土中孔隙水排出、孔隙水压力消散、土体积减少的过程称固结。土的渗透性愈大，固结愈快，故砂土比黏土固结迅速。 K.太沙基在20世纪20年代首先创立单向固结理论。他假设土体均质，压缩性和渗透性不变，垂直荷载瞬时施加，以及单向排水和单向压缩等，导得著名的单向固结微分方程如下：
式中，Cv为固结系数（参见土的压缩性）；z为研究点在地面以下的深度；t为瞬时加荷后的时间；u为研究点的超静水压力。
土层固结度（U）和时间因数（Tv）关系图
根据给定边界条件和地基内的初始超静水压力分布，可得上式的解析解u=f（z，t），它表明任何时刻（t）、深度（z）处一点的超静水压力的分布规律。K.太沙基认为，固结过程即超静水压力消散过程，消散度即固结度。将土层沿深度各点的固结度积分求其均值，则得全土层的平均固结度（U）。可以建立U和时间因数Tv的函数关系（见图）。（Tv=Cvt/H2。式中，H为土层的最大排水距离。当压缩土层只有一面排水时，H为土层厚度；若为上、下层面排水，则H为土层厚度之半）这一关系可用于：①求给定时间（t）的地基沉降量。②求地基完成给定沉降量所需的时间。实际土层常为非均质，如果变化不大，计算可采用Cv沿深度的平均值。否则，应根据格雷（H.Gray）或帕尔默（Palmer）等学者建议的方法，求取综合固结系数，然后，按均质地基计算。 实际地基一般具有三向变形、三向排水性质。基础宽度或直径与压缩土层之比愈小，三向效应愈显著。只有当该比值相当大时，固结才接近单向特性。按单向固结算得的固结时间往往较实际的为长。比奥（M.A.Biot）为此给出了三向固结理论，K.太沙基等也提出了简化的三向理论（扩散方程），前者在理论上较为严谨。三向理论求解较复杂，常需借助有限单元法或者有限差分法。利用砂井预压法（参见土体预压加固）加固软土地基即需采用轴对称排水的三向固结理论设计。处理软土地基广泛采用的塑料排水带地基的设计也按这个理论，只是要先将排水带的周长转化为砂井的等效直径。
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