为了考虑受荷历史对土的压缩变形的影响，就必须知道土层受过的前期固结压力。前期固结压力，是指土层在历史上曾经受到过的最大固结压力，应用pc表示。

前期固结压力pc的确定：先在e-lgp曲线上找到曲率半径最小的a点，过a点作两条线，一条为切线a1，另一条为水平线a3 ，直线a1与a3夹角的角平分线a2与e-lgp曲线中直线段的延长线相交于b点，b点所对应的压力即为土层的前期固结压力。

前期固结压力pc 只是反映土层压缩性能发生变化的一个界限值，其成因不一定都是由土的受荷历史所致。其它如黏土风化过程的结构变化，土粒间的化学胶结、土层的地质时代变老，地下水的长期变化以及土的干缩等作用均可能使黏土层的密实程度超过正常沉积情况下相对应的密度，而呈现一种类似超固结的性状。因此，确定前期固结压力时，须结合场地的地质情况，土层的沉积历史、自然地理环境变化等各种因素综合评定。

如果将其与目前土层所受的自重压力p相比较，天然土层按其固结状态可分为正常固结土、超固结土和欠固结土。将土体的前期固结压力pc 与目前土体的有效应力p0之比，称为超固结比，记作OCR

正常固结土：成土的历史中，只受到等于目前自重应力的前期固结压力，OCR=1，并固结稳定的土。

超固结土：成土的历史中，曾受到过大于目前自重应力的前期固结压力，OCR>1的土。如上部土层被剥蚀的情况。

欠固结土：成土的历史中，只受到过等于目前自重应力的前期固结压力，OCR=1，但没有固结稳定的土。

知识点7：地基最终沉降量计算

1. 地基最终沉降量的基本概念和计算方法

地基土层在外荷载作用下达到固结稳定时的最大沉降量，称为最终沉降量。即t→∞时地基最终沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过程。

地基最终沉降量的计算方法有多种，如本书所讲的利用e-p压缩曲线计算沉降量，还有利用e-lgp压缩曲线计算沉降量，规范推荐法及有限元应力应变分析法等。

图3-24 地基变形 s-t曲线

2. 单一土层一维压缩问题

设地基中仅有一较薄的压缩土层，在建筑物荷载作用下，该土层只产生铅直向的压缩变形，即相当于侧限压缩试验的情况。土层的厚度为H1，在进行工程建筑前的初始应力(土的自重应力)为p1，认为地基土体在自重应力作用下已达到压缩稳定，其相应的孔隙比为e1；建筑后由外荷载在土层中引起的附加应力为σz，则总应力p2=p1+σz，其相应的孔隙比为e2，土层的高度为H2。设Vv为土中孔隙的体积，Vs为土中固体颗粒的体积，Vs=1，土粒体积在受压前后都不变，土的压缩只是由于土的孔隙体积的减小。设A为土体的受压面积，则在压缩前土的总体积为

图3-25 土的压缩变形

压缩后土的总体积为

根据压缩前后土颗粒体积不变，可得

于是

所以

式中：e1，e2— —孔隙比，可以通过土体的e—p压缩曲线由初始应力和总应力确定。

s——沉降量，cm。

若引入压缩系数av和压缩模量Es上式可变为

3. 地基最终沉降的分层总和法

1）基本假定和原理

①假设基底压力为线性分布

②附加应力用弹性理论计算

③只发生单向沉降：侧限应力状态

④只计算固结沉降，不计瞬时沉降和次固结沉降

⑤将地基分成若干层，认为整个地基的最终沉降量为各层沉降量之和。

理论上不够完备；分层总和法是一个半径验性方法。

2）计算步骤

①分层，为了地基沉降量计算比较精确。除每一薄层的厚度hi≤0.4b外，基础底面附加应力数值大，变化大，分层厚度应小些，尽量使每一薄层的附加应力的分布线接近于直线。地下水位处，层与层接触面处都要作为分层点。

图3-26地基最终沉降计算

②计算地基土的自重应力，并按一定比例绘制自重应力分布图。

注意：自重应力从地面算起

③计算基础底面接触压力

④计算基础底面附加应力，基础底面附加应力p0等于基础底面接触压力减去基础埋深(d)以内土所产生的自重应力rd。即

⑤计算地基中的附加应力，并按与自重应力同一比例绘制附加应力的分布图形。附加应力从基底面算起。按基础中心点下土柱所受的附加应力计算地基最终沉降量。

⑥确定压缩土层最终计算深度Zn。因地基土层中附加应力的分布是随着深度增大而减小，超过某一深度后，以下的土层压缩变形是很小，可忽略不计。此深度称为压缩土层最终计算深度Zn。一般土根据σz=0.2σs条件确定，软土由σz=0.1σs确定。

⑦计算每一薄层的沉降量si。

公示注释

式中：——第i层土的平均附加应力，kPa；

Esi——第i层土的侧限压缩模量 ，kPa

hi——第i层土的计算厚度；

avi——第i层土的压缩系数，(kPa) -1 ；

e1i一一第i层土的原始孔隙比

e2i——第i层土压缩稳定时的孔隙比。

⑧计算地基最终沉降量

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知识点：土的应力历史