de experimenteel bepaalde consolidatiecurve (blauwe stippen) voor een verzadigde klei die een procedure toont voor het berekenen van de preconsolidatiespanning.
consolidatie is het proces waarbij volumevermindering plaatsvindt door de geleidelijke verdrijving of absorptie van water onder langdurige statische belasting.
wanneer stress op een bodem wordt aangebracht, worden de bodemdeeltjes strakker samengepakt. Wanneer dit gebeurt in een bodem die verzadigd is met water, wordt water uit de grond geperst. De omvang van de consolidatie kan door veel verschillende methoden worden voorspeld. In de klassieke methode ontwikkeld door Terzaghi, worden bodems Getest met een oedometertest om hun samendrukbaarheid te bepalen. In de meeste theoretische formuleringen wordt uitgegaan van een logaritmische relatie tussen het volume van het bodemmonster en de effectieve belasting die door de bodemdeeltjes wordt gedragen. De proportionaliteitsconstante (verandering in void ratio per orde van grootte verandering in effectieve stress) staat bekend als de compressieindex, gegeven het symbool λ {\displaystyle \lambda } wanneer berekend in natuurlijke logaritme en C C {\displaystyle C_{C}} wanneer berekend in basis-10 logaritme.
dit kan worden uitgedrukt in de volgende vergelijking, die wordt gebruikt om de volumeverandering van een bodemlaag te schatten:
δ c = C c 1 + e 0 h log (σ Z f ‘σ Z 0′ ) {\displaystyle \delta _{C}={\frac {C_{c}}{1+e_{0}}}h\log \left ({\frac {\sigma _{zf}’}{\sigma _{z0}’}}\right)\ }
waarbij
δc de afwikkeling is als gevolg van consolidatie. Cc is de compressieindex. e0 is de aanvankelijke void ratio. H is de hoogte van de samendrukbare grond. σzf is de uiteindelijke verticale spanning. σz0 is de initiële verticale spanning.
wanneer stress uit een geconsolideerde bodem wordt verwijderd, zal de bodem zich herstellen en een deel van het volume terugkrijgen dat tijdens het consolidatieproces verloren was gegaan. Als de spanning opnieuw wordt toegepast, zal de bodem opnieuw consolideren langs een recompressiecurve, gedefinieerd door de recompressie-index. De gradiënt van de zwellings-en recompressielijnen op een plot van void ratio tegen de logaritme van effectieve stress werd vaak geïdealiseerd om dezelfde waarde te nemen, bekend als de “zwellings-index” (gegeven het symbool κ {\displaystyle \kappa } wanneer berekend in natuurlijke logaritme en C S {\displaystyle C_{s}} wanneer berekend in basis-10 logaritme).
Cc kan worden vervangen door Cr (de recompressie-index) voor gebruik in overconsolidatiebodems waar de uiteindelijke effectieve belasting lager is dan de preconsolidatiestress. Wanneer de uiteindelijke effectieve spanning groter is dan de preconsolidatiespanning, moeten de twee vergelijkingen in combinatie worden gebruikt om zowel het recompressiegedeelte als het maagcompressiegedeelte van de consolidatieprocessen als volgt te modelleren,
waarbij σzc de preconsolidatiespanning van de bodem is.
bij deze methode wordt ervan uitgegaan dat consolidatie slechts in één dimensie plaatsvindt. De laboratoriumgegevens worden gebruikt om een plot van spanning of void ratio versus effectieve spanning te construeren waar de efficiënte spanningsas op een logaritmische schaal is. De helling van de plot is de compressie-index of recompressie-index. De vergelijking voor consolidatiebezetting van een normaal geconsolideerde grond kan dan worden bepaald als:
de grond waarvan de belasting is verwijderd, wordt als “te sterk geconsolideerd”beschouwd. Dit is het geval voor bodems die eerder gletsjers op hen hebben gehad. De hoogste stress waaraan het is blootgesteld wordt de “preconsolidatie stress”genoemd. De” overconsolidatie ratio ” (OCR) wordt gedefinieerd als de hoogste stress gedeeld door de huidige stress. Een bodem die momenteel zijn hoogste stress ervaart wordt gezegd dat het “normaal geconsolideerd” is en een OCR van één heeft. Een grond kan worden beschouwd als “onderconsolideerd” of “niet-geconsolideerd” onmiddellijk nadat een nieuwe belasting wordt toegepast, maar voordat de overtollige porie waterdruk is verdwenen. Af en toe kunnen bodemlagen door natuurlijke afzetting in rivieren en zeeën bestaan in een uitzonderlijk lage dichtheid die onmogelijk te bereiken is met een oedometer; dit proces staat bekend als”intrinsieke consolidatie”.