1 前言
土的先期固結壓力是地基沉降計算時考慮土的應力歷史所需的重要指標。超固結狀態常由于過去地面上有厚土層或冰川覆蓋，現在被移去，或由于地下水位大幅度下降等所引起;而欠固結則因為土層系新近沉積，在自重下尚未達到完全固結所致。[1]
2 土的先期固結壓力
2.1 先期固結壓力的分類[2]
土的先期固結壓力PC是指土層在歷史上經受過的最大有效固結壓力。它是判斷天然土層所處固結狀態的一個重要指標。也是考慮應力歷史對土層變形量影響的一個重要計算參數。
將某層土的先期固結壓力與該層土目前上覆土層的有效自重奮力PC進行比較，可將天然土層分成三種固結狀態。
(1)正常固結土：指土層在自身重力作用下自然沉積并固結穩定，且其固結過程中沒有受過侵蝕，卸荷或其他荷載的作用(PC=P0)。
(2)欠固結土：指新近沉積起來的土層，該土層在自身重務作用下尚未達到固結穩定，屬于欠壓密狀態(PC< P0)
(3)超固結土：指由于土層上覆古老建筑物的拆毀，地下水位的長期變化以及土的干縮等作用使土層形成超壓密狀態土(PC> P0)。
2.2 先期固結壓力室內土工試驗方法[3]
(1)主要儀器設備：試驗主要包括固結儀、百分表、環刀、護環、透水板水槽及加壓上蓋等。
(2)試驗步驟
①在固結容器內放置護環透水板和薄型濾紙將帶有試樣的環刀裝入護環內放上導環試樣上依次放上薄型濾紙透水板和加壓上蓋并將固結容器置于加壓框架正中使加壓上蓋與加壓框架中心對準安裝百分表或位移傳感器。
②施加預壓力。
③本試驗施加的各級壓力壓力采用的等級(KPa)為:12.5，25 ，50，100，200，400，200，100，50，100，200，400，800，1600。施加每級壓力后每小時變形小于0.01mm即可施加下一級荷載，與標準固結試驗不同的是先期固結壓力在加荷到400KPa時需進行卸載再加載，直到所有荷載施加完畢。
④試驗結束后，利用軟件所采集的土工試驗數據，得到土的固結壓縮指標。
3 工程實例中的數據分析
3.1 試驗數據
本試驗研究以沈陽蘇家屯貨場工程區的土樣進行試驗研究。根據工程勘察及設計的需要，根據部孔情況選擇了部分孔號的土樣進行了先期固結壓力的試驗研究。所測得先期固結壓力及部分力學指標和物理指標如下表3.1所示。由于篇幅有限只列出部分孔試驗數據。
表3.1 土的物理及力學性質試驗結果
土取土 的 物 理 性 質界 限 含 水 率壓縮系數壓縮模量土的自重先期固結工 程 分 類
樣土含濕飽孔液塑100～200100～200自重先期土的定名
編深水密和隙限限MPa-1Mpa壓固結
號度率度度比%% 力壓力
m%g/cm3%e kPakPa
3-14.0-4.2232.0497.80.6431.819.20.28.380.2285.1粉質粘土
3-26.0-6.227.51.9292.80.80632.419.60.414.4113.1141.2粉質粘土
3-38.0-8.217.12.0381.80.56930.818.60.246.5164.8227.8粉質粘土
7-14.0-4.224.21.9994.40.69732.1190.276.480.2160.3粉質粘土
7-25.0-5.229.61.9195.20.84633.820.80.53.792.4133.2粉質粘土
7-37.5-7.724.11.98930.70532.819.70.247147.4223.7粉質粘土
10-13.0-3.224.6296.30.69533.619.70.276.259.8188.6粉質粘土
10-26.0-6.227.21.9595.50.77533.319.50.444116117.1粉質粘土
10-37.5-7.720.21.9784.30.6472717.30.35.5148.3264.3粉土
從上述表格中可以看出，該勘察區的所有土層的先期固結壓力PC均大于土的自重壓力P0，為超固結土;該勘察區的第一層土(3-5m)的先期固結壓力明顯大于第二層土(5-7m)的先期固結壓力;第二層土的先期固結壓力小于第三層土(7-9m)的先期固結壓力。
3.2 試驗結果分析
(1)在土層的形成過程中，隨著埋深的增加(深度越大土層受外界擾動的可能性越小)，土層的上覆荷載增加，土的先期固結壓力隨著深度的增加而增大。即該試驗區中第三層先期固結壓力大于第二層。
(2)在接近地表附近，尤其是可能為回填土層，由于外界施工等因素的存在，上覆土層可能經過夯擊等外力的作用，淺層土的先期固結壓力可能會大于臨層土的先期固結壓力。而這種作用由于時間效應還未作用到深層土。
(3)土的先期固結壓力與土的物理性質及其它相關力學性質一樣，具有分層特性。
4. 結語
本試驗以沈陽蘇家屯貨場勘察區土樣為研究對象，對土的先期固結壓力進行了試驗研究。研究表明由于外界因素的影響，埋深可以作為土的先期固結壓力作為參考依據，但是各層土的先期固結壓力的大小應結合實際情況并通過試驗進行研究。
參考文獻：
[1]趙樹德.工程地質與巖土工程[M].西安：西北大學出版社，1998.
[2]張克恭，劉松玉.土力學[M],北京：中國建筑工業出版社，2010.
[3]GB-T50123-1999，土工試驗方法標準[S]
