2　有效应力原理及固结理论

2.1　有效应力原理

根据太沙基（Terzaghi）有效应力原理[5]，当总应力保持不变时，孔隙水压力与有效应力可互相转化，即孔隙水压力减小（增大）等于有效应力的等值增大（减小），其数学表达式为：

从Terzaghi有效应力原理来看，真空排水预压法加固过程是在总应力没有增加，即Δσ=0的情况下发生的，加固过程中降低的孔隙水压力即等于增加的有效应力，即Δσ'=-Δu，土体在该有效应力作用下得到加固。

堆载预压法中，堆载作用下在土体中产生附加应力σz，其总应力增加Δσ=σz，增加的总应力先由土体中孔隙水承担，土体中形成正超静孔隙水压力Δu=σz，正超静孔隙水压力的消散使土体中有效应力增加，消散完成后附加应力全部转化为有效应力Δσ'=σz，土体得到加固。

2.2　沉降固结理论

土体在荷载作用下，土体孔隙中的水缓慢流出，体积逐渐缩减，土体被压缩，产生压缩（沉降）变形，即土的固结。土体压缩变形（固结沉降）采用无侧向变形条件下的压缩量计算公式[5]：

土体竖向固结计算采用Terzaghi一维固结理论[5]，水平向固结计算采用巴隆（Barron）轴对称固结理论[6，7]。真空排水预压加固软土地基时，抽真空5d左右膜下真空度达到最大，为简化计算，在计算固结度以推算加固期间地基压缩沉降量时将真空荷载视为瞬时荷载，按堆载排水预压法瞬时加荷情况考虑，因此真空排水预压法的真空荷载和堆载排水预压法的各级荷载在加固历时的平均固结度均按下式计算[7，8]：

式中　α、β——排水固结参数。

各种情况下α、β的取值见表1。

表1　排水固结参数α、β取值表[8]

表中Cv、Ch分别为竖向和水平向固结系数，Fn为井径比因子，G为井阻因子，J为涂抹因子，H为固结土层竖向渗流最大距离。土体固结度是指在某一固结应力作用下，经某一时间t后，土体发生固结或孔隙水压力消散程度，固结度也常用于已计算得土层最终沉降量S的情况下某一固结历时t的沉降量St。