2　有效應力原理及固結理論

2.1　有效應力原理

根據太沙基（Terzaghi）有效應力原理[5]，當總應力保持不變時，孔隙水壓力與有效應力可互相轉化，即孔隙水壓力減小（增大）等于有效應力的等值增大（減小），其數學表達式為：

從Terzaghi有效應力原理來看，真空排水預壓法加固過程是在總應力沒有增加，即Δσ=0的情況下發(fā)生的，加固過程中降低的孔隙水壓力即等于增加的有效應力，即Δσ'=-Δu，土體在該有效應力作用下得到加固。

堆載預壓法中，堆載作用下在土體中產生附加應力σz，其總應力增加Δσ=σz，增加的總應力先由土體中孔隙水承擔，土體中形成正超靜孔隙水壓力Δu=σz，正超靜孔隙水壓力的消散使土體中有效應力增加，消散完成后附加應力全部轉化為有效應力Δσ'=σz，土體得到加固。

2.2　沉降固結理論

土體在荷載作用下，土體孔隙中的水緩慢流出，體積逐漸縮減，土體被壓縮，產生壓縮（沉降）變形，即土的固結。土體壓縮變形（固結沉降）采用無側向變形條件下的壓縮量計算公式[5]：

土體豎向固結計算采用Terzaghi一維固結理論[5]，水平向固結計算采用巴隆（Barron）軸對稱固結理論[6，7]。真空排水預壓加固軟土地基時，抽真空5d左右膜下真空度達到最大，為簡化計算，在計算固結度以推算加固期間地基壓縮沉降量時將真空荷載視為瞬時荷載，按堆載排水預壓法瞬時加荷情況考慮，因此真空排水預壓法的真空荷載和堆載排水預壓法的各級荷載在加固歷時的平均固結度均按下式計算[7，8]：

式中　α、β——排水固結參數。

各種情況下α、β的取值見表1。

表中Cv、Ch分別為豎向和水平向固結系數，Fn為井徑比因子，G為井阻因子，J為涂抹因子，H為固結土層豎向滲流最大距離。土體固結度是指在某一固結應力作用下，經某一時間t后，土體發(fā)生固結或孔隙水壓力消散程度，固結度也常用于已計算得土層最終沉降量S的情況下某一固結歷時t的沉降量St。