吴国辉，梁立孚，刘宗民

（哈尔滨工程大学 航天与建筑工程学院，黑龙江 哈尔滨150001）

1923年，Terzaghi在其著名论文[1]中提出了土体的一维固结理论。接着在另一篇文献中提出了著名的有效应力原理[2]，从而建立起一门独立的学科——土力学。换句话说，正是由于固结理论的建立，才使得土力学成为一个独立的学科，可见固结理论在土力学中具有重要的地位。后来，著名力学家Boit为发展土力学中的固结理论做出重要贡献[3－4]。我国学者也对土力学中的固结理论进行了深入研究[5－9]。在现代土力学及其工程实践中，渗透固结理论仍然占有重要的地位[10－11]。

求解变形体力学问题需要的三类基本关系：①力类量之间的平衡关系（相当关系或等效关系）；②位移类量之间的协调关系（几何关系）；③力类量和位移类量之间的物理关系（本构关系）。一般来说满足这三类基本关系方可求得力学问题唯一解，称为求解力学问题的唯一性定理。研究地基变形与时间的关系，即渗透固结理论，也可以按照这种思路。

1 力类量之间的平衡关系

饱和土在压力作用下，空隙中的一些自由水随着时间的延续逐渐被挤出，同时孔隙体积也随着减小，空隙水压力逐渐变为由土骨架承受的有效应力，这个过程称为饱和土的渗透固结。土体的压缩变形主要由渗透固结引起。

下面以一维固结问题为例来研究。

设有均匀的饱和土体（见图1），表面作用无限分布的均匀载荷p0，土体表面为排水面，深度H处为坚硬的隔水层（单面排水），土体压缩系数a和渗透系数k均为常量，试解其瞬时孔隙水压力u。……