kokeellisesti määritetty konsolidaatiokäyrä (siniset pisteet) kyllästetylle savelle, josta käy ilmi esivakautusjännityksen laskentamenetelmä.
konsolidointi on prosessi, jossa tilavuuden väheneminen tapahtuu veden asteittaisella poistumisella tai imeytymisellä pitkäaikaisessa staattisessa kuormituksessa.
kun maaperään kohdistuu stressiä, se saa maan hiukkaset pakkautumaan tiiviimmin yhteen. Kun tämä tapahtuu maaperässä, joka on kyllästetty vedellä, vesi puristetaan pois maaperästä. Yhdistymisen suuruutta voidaan ennustaa monilla eri menetelmillä. Terzaghin kehittämässä klassisessa menetelmässä maa-aineksia testataan oedometritestillä niiden kokoonpuristuvuuden määrittämiseksi. Useimmissa teoreettisissa formulaatioissa oletetaan, että maanäytteen tilavuuden ja maahiukkasten aiheuttaman efektiivisen rasituksen välillä on logaritminen suhde. Suhteellisuusvakio (void-suhteen muutos suuruusluokan muutosta kohti efektiivisessä jännityksessä) tunnetaan kompressioindeksinä, sillä symboli λ {\displaystyle \lambda } lasketaan luonnollisella logaritmilla ja C C {\displaystyle C_{C}} lasketaan perus-10 logaritmilla.
tämä voidaan ilmaista seuraavalla yhtälöllä, jolla arvioidaan maakerroksen tilavuusmuutos:
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)\ }
jossa
δc on konsolidoinnista johtuva selvitys. Cc on pakkausindeksi. E0 on alkuperäinen mitätön suhde. H on puristuvan maa-aineksen korkeus. σzf on viimeinen pystyrasitus. σz0 on alkujännitys.
kun stressi poistetaan kasautuneesta maaperästä, maa palautuu ja saa takaisin osan kasautumisessa menettämästään tilavuudesta. Jos jännitys kohdistetaan uudelleen, maa-aines kerääntyy uudelleen uudelleenkompressiokäyrää pitkin, joka määritellään uudelleenkompressioindeksin avulla. Tyhjyyden suhteen kuvaajan turpoamis-ja rekkompression linjojen gradientti efektiivisen stressin logaritmiin nähden idealisoidaan usein saman arvon saamiseksi, joka tunnetaan nimellä ”turpoamisindeksi” (merkitään symbolilla κ {\displaystyle \kappa } luonnollisessa logaritmissa laskettuna ja C s {\displaystyle c_{s}} laskettuna perus-10 logaritmissa).
Cc voidaan korvata CR: llä (uudelleenkompressioindeksi), jota käytetään ylikonsoloidussa maa-aineksessa, jossa lopullinen efektiivinen rasitus on pienempi kuin esivakautusjännitys. Jos lopullinen efektiivinen jännitys on suurempi kuin esivakautusjännitys, näitä kahta yhtälöä on käytettävä yhdessä sekä uudelleenkompressio-osan että tiivistymisprosessien neitseellisen puristusosan mallintamiseen seuraavasti:
, jossa σzc on maa-aineksen esivakautusjännitys.
tässä menetelmässä oletetaan, että konsolidaatio tapahtuu vain yhden ulottuvuuden sisällä. Laboratorioaineiston avulla muodostetaan rasituksen tai mitättömyyden suhde efektiiviseen jännitykseen, jossa efektiivinen jännitysakseli on logaritmisella asteikolla. Tontin kulmakerroin on puristusindeksi eli rekkompressioindeksi. Tavallisesti konsolidoidun maa-aineksen konsolidointiasutuksen yhtälö voidaan tällöin määrittää seuraavasti:
maa-ainesta, jolta sen kuormitus on poistettu, pidetään ”ylikonsolidoituneena”. Tämä koskee maaperää,jossa on aiemmin ollut jäätiköitä. Suurin stressi, että se on joutunut kutsutaan ”preconsolidation stressi”. Ylikonsolaatiosuhde (overcololation ratio, OCR) määritellään korkeimmaksi koetuksi stressiksi jaettuna nykyisellä stressillä. Maaperän, joka tällä hetkellä kokee suurimman stressinsä, sanotaan olevan ”normaalisti konsolidoitu” ja sen OCR on yksi. Maa-ainesta voidaan pitää” alikonsolidoituna ”tai” konsolidoimattomana ” heti uuden kuormituksen jälkeen, mutta ennen kuin ylimääräinen huokosveden paine on haihtunut. Toisinaan jokien ja merien luonnollisen laskeuman muodostamia maakerrostumia voi esiintyä poikkeuksellisen alhaisessa tiheydessä, jota on mahdotonta saavuttaa oedometrillä; tätä prosessia kutsutaan ”sisäiseksi konsolidoinniksi”.