更新时间：2023-05-06 23:43
在软土的上部，主要由于大气循环以及温度的变化，以及上体中水分的蒸发，导致上部土体广泛分布有一层硬度较大的土层，相比下覆软土地基，其密实度较大、压缩性和抗剪强度较高，具有一定的刚度，能够承担一部分外部荷载，被称之为硬壳层。
由于人们对这一特殊保护层认识的不足，工程实践中并没有充分利用，而是采取了破坏硬壳层的措施，采取工程中一般的软土地基的处理办法，如砂井排水固结法、化学加固法、换土法等，使工程费用耗资巨大。
一般是软土的天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1，压缩系数大于0.5MPa-1，不排水抗剪强度小于20kPa；交通部《公路软土地基路堤设计和施工技术规范》(JTJ017-96)规定软土的划分标准为：软土的天然含水量大于等于液限，天然孔隙比大于等于1，不排水抗剪强度小于20kPa。
相应的软土地基硬壳层的划分指标应该为：软土的天然含水量小于液限，天然孔隙比小于1，不排水抗剪强度大于等于20kPa。
当硬壳层的平面范围足够大时，一方面硬壳层的存在限制了下卧软土向四周挤出及周围软土向上鼓起，使软土层需要较大的外荷才能发生剪切变形；另一方面，硬壳层本身具有相对较大的密实度，而且有一定的刚度，因此它可以分担荷载产生的一部分剪力，即在一定的荷载剪力作用下不产生剪切变形或变形极小，这就使得硬壳层与下卧软弱层间的荷载传递方式有了一定的变化，此时的硬壳层已具有了类似于板体的作用,这种作用可称为硬壳层的“壳体效应”。壳体效应可使外荷传到较大的下卧软土中，使其下卧软土层的附加应力低于按传统扩散方法计算出来的附加应力，且分布更加均匀，分布的范围更大。
由于表层硬壳层的应力扩散效应，限制了下覆软土的鼓起和剪切变形，因此软土地基的剪切破坏变形将需要较大的外部荷载。在外部荷载随时间变化而增大的过程中，下覆软土地基中的应力分布以及大小也随之发生了变化，上覆地基中产生了较大的水平压力，即硬壳层的封闭作用。由于地表硬壳层的封闭约束作用，外部荷载作用到硬壳层上后，会使软土层中产生一定的附加应力影响范围，在此影响范围内的应力将进行重新分布，产生应力扩散现象。随着硬壳层厚度的增大，相对刚度增大，其应力扩散作用越明显。
荷载越大,硬壳层的封闭作用越好。
在公路、铁路施工后期，随着路基中心部位附加应力的不断增加，路基边坡坡脚外侧的上压力也开始增大，下覆土体的侧向变形开始增加，而硬壳层的上覆压力以及自重压力，对下覆软土的侧向挤出形成了明显的抑制作用，表明硬壳层在此时起反压保护的作用。
关于硬壳层作用的另一看法是硬壳层对沉降的滞后作用，它降低了沉降速率，对沉降不利。假如填土荷载较大，而硬壳层又较薄，形成的沉降盆几乎完全破坏了硬壳层的支撑力，这时滞后效应将会明显；相反,硬壳层较厚、荷载低，支撑作用将会是主要的。实际上，大多数情况下沉降盆对硬壳层的破坏是微小的，所以滞后效应并不明显。
1.对于软土地基硬壳层存在时，应充分利用硬壳层的作用，当路堤自重不超过具有硬壳层的软土地基的临塑荷载时，这样的软土地基可不进行处理，这既节省资金，也可以加快工程进度。
2.软土地基硬壳层对沉降的影响或者说所起到的应力扩散作用是有条件的，即路堤高度小于极限高度时有作用，超过极限高度时无作用。当填高超过极限高度时，沉降速率明显加大。
3.通过硬壳层将应力扩散到更大的面积，使下卧不良土层承受应力尽量减轻。增加硬壳层的厚度可以有效减小路基顶面由荷载作用而产生的压应变，随着硬壳层的增加可以有效减小各种荷载作用下路基的残余变形。