Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty. Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty.
Przejdź do treści

Czas konsolidacji gruntu - kalkulator Cv, Tv, t50 i t90

Oblicz czas osiągnięcia zadanego stopnia konsolidacji U, współczynnik konsolidacji Cv albo stopień konsolidacji po określonym czasie w jednowymiarowym modelu Terzaghiego.

Dane do obliczenia czasu konsolidacji

Wybierz, czy chcesz policzyć czas t, współczynnik Cv czy stopień konsolidacji U. Droga drenażu zależy od tego, czy warstwa odpływa jednostronnie czy dwustronnie.
m
Wybór musi wynikać z warunków zadania i przepuszczalności warstw sąsiednich.
Współczynnik konsolidacji
Docelowy stopień konsolidacji
%
Dla U = 100% czas w idealnym modelu dąży do nieskończoności, dlatego kalkulator przyjmuje U < 100%.
Zakres modelu: jednowymiarowa konsolidacja pierwotna z jednym stałym Cv i idealizowaną drogą drenażu. Wynik nie obejmuje konsolidacji wtórnej, zmiennego Cv, złożonego odpływu ani pełnego modelu projektowego podłoża.

Wynik

Czas dla U = 90%
—
Tv = Cv · t / Hdr²
Współczynnik czasu Tv
—
Droga drenażu Hdr
—
t50
—
t90
—
Uzupełnij dane.
Wynik dotyczy idealizowanej konsolidacji 1D.

Zostań w temacie i policz dalej

Czas konsolidacji opisuje tempo procesu, dlatego powinien być łączony z końcową wielkością osiadania i historią naprężeń.

Gdy prace dotyczą zabytkowego obiektu

W budynku historycznym przed doborem technologii lub wyceną sprawdź stan zachowania materiałów i wymagania konserwatorskie. Powiązane materiały:

Podstawowy wzór na czas konsolidacji

W jednowymiarowej teorii konsolidacji zależność między współczynnikiem konsolidacji, czasem i drogą drenażu zapisuje się przez bezwymiarowy współczynnik czasu:

Tv = Cv · t / Hdr2

Po przekształceniu czas potrzebny do osiągnięcia określonego stopnia konsolidacji U wynosi:

t = Tv · Hdr2 / Cv

Kalkulator wyznacza Tv numerycznie z klasycznego rozwiązania jednowymiarowej konsolidacji. Dla kontroli warto pamiętać wartości orientacyjne: Tv,50 ≈ 0,197 oraz Tv,90 ≈ 0,848.

Jednostronny i dwustronny drenaż

Miąższość warstwy H nie zawsze jest równa drodze drenażu. Jeżeli odpływ jest możliwy tylko przez jedną granicę warstwy, przyjmuje się Hdr = H. Przy idealizowanym odpływie przez obie granice najdłuższa droga odpływu wynosi H/2.

drenaż jednostronny: Hdr = H    |    drenaż dwustronny: Hdr = H/2

Ponieważ czas zależy od kwadratu Hdr, zmiana drogi drenażu ma bardzo duży wpływ na wynik.

Ciekawostka

Przy tym samym Cv przejście z drenażu jednostronnego na idealny drenaż dwustronny zmniejsza Hdr dwukrotnie, a więc czas osiągnięcia tego samego U w modelu zmniejsza się czterokrotnie.

Cv to nie współczynnik filtracji k

Współczynnik konsolidacji Cv opisuje tempo procesu wynikające jednocześnie z przepływu wody i ściśliwości szkieletu gruntowego. Nie należy podstawiać w jego miejsce współczynnika filtracji k.

Jeżeli w zadaniu podano k zamiast Cv, potrzebne są dodatkowe zależności i parametry.

Dlaczego nie liczymy U = 100%?

W klasycznym rozwiązaniu teoretycznym pełne rozproszenie nadciśnienia porowego jest osiągane asymptotycznie. Dlatego w praktycznych zadaniach często operuje się czasem t50, t90 lub innym stopniem mniejszym od 100%.

Kalkulator pozwala wpisać U do 99,9%.

Wskazówka od KalkulatorXXL

Przed liczeniem narysuj schemat warstwy i zaznacz powierzchnie drenujące. Najczęstszy błąd w zadaniach z czasem konsolidacji to użycie całej miąższości H tam, gdzie droga drenażu wynosi H/2.

Zadania z czasu konsolidacji gruntu

Spróbuj najpierw wykonać rachunek samodzielnie. Potem odsłoń rozwiązanie i porównaj drogę drenażu, Tv oraz jednostki czasu.

Zadanie 1: Czas t90 przy drenażu dwustronnym

Warstwa gruntu ma miąższość 4,0 m, odpływ jest możliwy z góry i z dołu, a Cv = 3,0 m²/rok. Oblicz czas t90.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Krok 1. Drenaż dwustronny: Hdr = 4/2 = 2,0 m.

Krok 2. Dla U = 90% przyjmujemy Tv ≈ 0,848.

Krok 3. t90 = 0,848 · 2² / 3 = 1,131 roku.

Odpowiedź: t90 ≈ 1,13 roku, czyli około 413 dni.
Zadanie 2: Cv z czasu t50

Warstwa o miąższości 2,4 m ma odpływ tylko z jednej strony. Stopień konsolidacji U = 50% osiągnięto po 120 dobach. Wyznacz Cv.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Krok 1. Drenaż jednostronny: Hdr = 2,4 m.

Krok 2. Dla U = 50%: Tv ≈ 0,197.

Krok 3. Cv = 0,1967 · 2,4² / 120 ≈ 0,00944 m²/dobę.

Odpowiedź: Cv ≈ 0,00944 m²/dobę = 3,45 m²/rok.

Dla studentów: schemat rozwiązania zadania z konsolidacji

1. Ustal H i warunki odpływu.
Wyznacz Hdr, a nie automatycznie H.
2. Wypisz Cv i jego jednostkę albo dane do wyznaczenia Cv.
Jednostka Cv musi być zgodna z jednostką czasu.
3. Ustal stopień konsolidacji U.
Dla t50 i t90 kontrolnie Tv ≈ 0,197 i 0,848.
4. Użyj Tv = Cvt/Hdr².
Hdr występuje w kwadracie.
5. Przelicz jednostki czasu.
Nie mieszaj sekund, dób i lat bez przeliczenia.
6. Zapisz założenia modelu.
Jednowymiarowa konsolidacja pierwotna i stałe Cv.

Kiedy prosty model czasu konsolidacji nie wystarcza?

Rzeczywiste podłoże może mieć zmienne Cv wraz z naprężeniem i głębokością, niejednorodne warunki odpływu, drenaże pionowe, konsolidację radialną, konsolidację wtórną lub zmienny w czasie sposób obciążania.

Kalkulator służy do nauki, kontroli rachunków i prostych oszacowań zgodnych z teorią jednowymiarową. Nie zastępuje pełnej analizy geotechnicznej osiadań w czasie.

FAQ - czas konsolidacji gruntu, Cv i Tv

W jednowymiarowym modelu używa się zależności Tv = Cv·t/Hdr². Po wyznaczeniu Tv dla zadanego stopnia konsolidacji U czas wynosi t = Tv·Hdr²/Cv.

Cv opisuje tempo jednowymiarowej konsolidacji pierwotnej. Łączy wpływ przepływu wody i ściśliwości gruntu, dlatego nie jest tym samym co współczynnik filtracji k.

Tv jest bezwymiarowym współczynnikiem łączącym Cv, czas t i drogę drenażu Hdr. Dla danego średniego stopnia konsolidacji U odpowiada określonej wartości Tv.

W klasycznym rozwiązaniu jednowymiarowym wartości kontrolne wynoszą około Tv50 = 0,197 oraz Tv90 = 0,848.

Przy idealnym drenażu jednostronnym Hdr = H. Przy odpływie przez obie granice jednorodnej warstwy Hdr = H/2. Warunki odpływu trzeba ustalić z profilu gruntowego.

Czas jest proporcjonalny do Hdr². Zmniejszenie drogi drenażu z H do H/2 daje w tym samym modelu czas cztery razy krótszy.

Tak. Jeśli znasz czas osiągnięcia określonego U oraz Hdr, możesz użyć Cv = Tv·Hdr²/t. Kalkulator pozwala użyć także innego U mniejszego od 100%.

Tak. W trybie U po czasie kalkulator wyznacza Tv z Cv, czasu i Hdr, a następnie średni stopień konsolidacji z rozwiązania jednowymiarowego.

W rzeczywistym gruncie może zależeć od stanu naprężenia, struktury i innych warunków. Ten kalkulator przyjmuje jedną stałą wartość Cv dla całego analizowanego procesu.

Nie bez weryfikacji modelu podłoża i danych z badań. Kalkulator jest narzędziem edukacyjnym i orientacyjnym dla prostego modelu jednowymiarowej konsolidacji pierwotnej.

Źródła

Ostatnia aktualizacja: 06.10.2026