土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中 ，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。
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摘要:土体流变性极大地影响了我国的经济建设与土木工程安全，因此，加强对软土次固结特性的研究十分重要。本文通过试验方法，研究了不同深度的四种土样在分级荷载下的次固结特性，并得出了结论，希望能为软土次固结特性的深度研究提供一点参考。
关键词:软土,次固结特性,试验研究
一．软土与次固结
我国东部和东南部沿海地区以及河流谷底分布着大量淤泥质软土，这些软土大多是第四世纪以来形成的饱和软粘土，其形成主要受沉积作用影响。这种软粘土具有含水量高、孔隙比大、密度低、强度低、压缩性强、透水性低等特点，随着近年来我国土木工程建设力度的不断加大，很多建筑物在软土地基上进行建设的可能性不断提高，随之而来的是各种工程问题，诸如工期延长、事故频发、工后沉降难以控制等，严重影响了经济建设。这些问题的发生大多与土体的流变性特征有关，因此，加强对软土的次固结特性研究，对于推进经济建设，保证土木工程建设安全具有重要意义。软土问题的研究，主要是其变形问题，其次是稳定问题，稳定问题的试验研究必然涉及变形问题，因此，对软土变形问题的研究是根本。次固结是饱和粘性土在侧限条件下受压,主固结完成后土体积仍随时间增长而减小的过程。软土受外力影响产生的变形可分为固结变形和次固结变形。从软土结构特性来讲，次固结量在总压缩量中占的比重较大，并且会随着时间持续发生变化，一般来说，土木建筑工程的使用周期都在几十年甚至上百年左右，加强对软土次固结特性的研究，对服务土木工程建设，提升安全质量具有重要意义。
二．试验研究
1.材料选取
试验所选取的土样为吴江某地淤泥质粉质粘土层软土，采取分级加载的一维固结试验，仪器采用常规型压缩仪，所选取土样为不同深度的四种深度软土，其采样深度分别为3米、5米、10米、15米，面积30平方厘米，高度2厘米。考虑到温度变化对试验的影响，试验将全程在恒温空调室中进行，从小压力开始加载，压力范围100—1000Kpa，加荷梯度△pi/pi=1，分步加载直到到达所需数值，每级加载4天时间为固结变形稳定期限，然后进行下一级荷载。所选取土样的物理性质数据参考表1。不同固结压力下软土次固结系数见表2。
2.结果分析
2.1时间与应变曲线
理论上理想的蠕变曲线可分为三个阶段，在初时蠕变阶段时，蠕变速率呈现减小趋势；稳定阶段的蠕变速率固定在某个常数；加速蠕变阶段相对来说复杂一些，它不仅包括裂隙扩展，还有最终所导致的破坏阶段。根据下述四个图的统计数据可以分析出，在压缩过程中，土样被不断挤压密实，其呈现出的是衰减蠕变的特征。同时，由于重塑土受扰动导致结构被破坏，空隙变小，压缩性变小，变形上呈现缓慢特性，由此可见，在加荷相同的情况下，重塑土样的应变小于原状土样应变。不同深度应变与时间之间的关系，见图1、2、3、4，采取7天的数据。
图13米深度下的应变曲线
图25米深度下的应变曲线
图310米深度下的应变曲线
图415米深度下的应变曲线
2.2荷载作用下的主次固结分析
在对四种土样进行试验的过程中，针对各级荷载作用下不同土样的主次固结进行统计分析可以发现，在低的应力水平下，100kpa时四种土样的主固结与次固结区分明显，在数值达到800kpa—1000kpa时，基本上成直线上升趋势，没有明显的主固结与次固结接线，此种情况，无法分清主次固结阶段。出现这种情况，主要有两个原因，一是因为土体受压，结构变得紧密，降低了渗透性，孔隙水的消散随着荷载的增大变得越来越减难，造成了主次固结界限的模糊。另一个原因是因为次固结影响主固结的关系，在主固结中，同时存在着次固结。在压力荷载量较小的情况下，其固结变形量相对来说也较小一些。次固结变形速率受加荷比影响不大，但在总变形中占有较大比重，因而模糊了主次固结的接线，使得试验数据出现了上述变化情况。
2.3次固结系数
1936年布莱曼通过对变形资料的长期分析发现，次固结阶段的变形与时间对数间呈现孟宪的线性关系，尤其引出了次固结系数，这种经验关系被广泛采纳。但也有一些学者认为这种线性关系存在限制，不可能无限制延伸，在某个时间点必定会稳定，在这次试验过程中，通过各类试验数据的对比就发现了这个情况。例如在3米的深度，次固结系数随着应力增加在变大，在5米深度，次固结系数在低应力水平下相对来说大一些，但是随着应力地逐渐增大，其数值的变化开始缓慢，二者的趋势上是是相似的，在10米深度时，次固结系数变化很小，到15米深度1000kpa时又突然增大了许多。
2.4关于主次固结的划分
主次固结结构划分对于土木工程建设意义重大。关于其划分，存在着多种理论与实践。根据本次试验采集数据，现在推导一下如何实现对主次固结变形的科学划分。在软土变形试验中，主次固结现象是同时存在的，在前期主固结阶段，主固结占优势，呈现主导作用，但是后期随着荷载增大，孔隙水压力不断消散，主固结完成，软土变形过程开始以次固结作用为主。在这里的划分，以主固结结束、次固结居于主导地位来进行区分。应力变化对于次固结的影响导致了软土孔隙比改变，土体变形，软土在加荷试验过程中表现出了很多特殊的力学性质，其骨架变形特性在蠕变度上很有特点，可以通过有关蠕变度的函数公式来进行计算，分析探究其骨架变形的特性。
2.5结论
本试验针对软土次固结特性进行研究，通过固结蠕变实验，采集了一系列观察数据，通过对这些数据的分析可得知次固结的存在会影响软土孔隙比，从而影响土体变形，且这种影响在荷载变化、应力变化的情况下呈现不同的趋势走向，同时软土次固结特性的机理构成以及影响因素相对复杂，还需继续探究。
小结
软土的次固结特性对于土木工程建设影响甚大，为服务我国经济建设和土木工程建设，一定要加强对软土次固结特性的深度研究，保障土木工程安全。
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