怎样统计地基土的压缩性指标
地基土压缩性的判定
1.压缩系数a 值与土所受的荷载大小有关。
工程中一般采用100 ～200 kPa 压力区间内对应的压缩系数 a 1-2 来评价土的压缩性。
即a 1-2 <0.1/ MPa 属低压缩性土；0.1 /MPa ≤ a 1-2 <0.5/ MPa 属中压缩性土；a 1-2 ≥ 0.5/ MPa 属高压缩性土。
压缩模量是另一种表示土的压缩模量的指标，Es越小，土的压缩性越高。
Es<4MPa 高压缩性土4MPa<Es<20MPa 中等压缩性土20MPa<Es 低压缩性土2.土的变形模量和压缩模量，是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标。
为了建立变形模量和压缩模量的关系，在地基设计中，常需测量土的側压力系数ξ和側膨胀系数μ。
側压力系数ξ：是指側向压力δx与竖向压力δz之比值，即：ξ＝δx/δz土的側膨胀系数μ（泊松比）：是指在側向自由膨胀条件下受压时，测向膨胀的应变εx与竖向压缩的应变εz之比值，即μ＝εx/εz根据材料力学广义胡克定律推导求得ξ和μ的相互关系，ξ＝μ/(1－μ)或μ＝ε/（1＋ε）土的側压力系数可由专门仪器测得，但側膨胀系数不易直接测定，可根据土的側压力系数，按上式求得。
在土的压密变形阶段，假定土为弹性材料，则可根据材料力学理论，推导出变形模量E0和压缩模量Es之间的关系。
，令β＝则Eo＝βEs当μ＝0～0.5时，β＝1～0，即Eo/Es的比值在0～1之间变化，即一般Eo小于Es。
但很多情况下Eo/Es 都大于1。
其原因为：一方面是土不是真正的弹性体，并具有结构性；另一方面就是土的结构影响；三是两种试验的要求不同；μ、β的理论换算值土的种类μβ碎石土0.15～0.20 0.95～0.90砂土0.20～0.25 0.90～0.83粉土0.23～0.31 0.86～0.72粉质粘土0.25～0.35 0.83～0.62粘土0.25～0.40 0.83～0.47注：E0与Es之间的关系是理论关系，实际上，由于各种因素的影响，E0值可能是βEs 值的几倍，一般来说，土愈坚硬则倍数愈大，而软土的E0值与βEs值比较。
土力学 第4章 土的压缩性与地基沉降计算
变形测量 固结容器
百分表
加压上盖
透水石
环刀 压缩
容器
加
压
试样
护环
支架
设 备
《土力学》 第4章 土的压缩性与地基沉降计算
（2）利用受压前后土粒体积不变和土样截面面积不变两个
条件，可求土样压缩稳定后孔隙比ei
受压前
:VS
(1
e 0
)
H
0
A
受压后:VS (1 e1) H1A
Vs
H 0
A
《土力学》 第4章 土的压缩性与地基沉降计算
土的固结状态对土的压缩性的影响：
在压力p作用下的地基沉降值si： 正常固结土为s1； 超固结土为s2； 欠固结土为s3。
则有：s2＜s1＜s3
《土力学》 第4章 土的压缩性与地基沉降计算
pc卡萨格兰德法
① 在e–lgp坐标上绘出试样
的室内压缩曲线； ② 找出压缩曲线上曲率最
Cc
lg
e1 p2
e2 lg
p1
e1 e2 lg p2
p1
一般认为：
cc＜0.2时， 为低压缩性土； cc=0.2～0.4时，属中压缩性土； cc＞0.4时， 属高压缩性土。
图5-6 由e-lgp曲线确定压缩系数cc
《土力学》
第4章 土的压缩性与ຫໍສະໝຸດ 基沉降计算（5）土的回弹与再压缩曲线
H1
A
1e 1e
0
1
受压前后Vs，A不变
H0 H1 H0 s1 1 e0 1 e1 1 e1
e1
e0
s1 H0
1
e0
式中 e0 为土的初始孔隙比，可由土的三个基本实验指标求得，即
土的力学性质指标
土的力学性质指标1．压缩系数土的压缩性通常用压缩系数（或压缩模量）来表示，其值由原状土的压缩试验确定。
压缩系数按下式计算：21211000p p e e a --⨯= （1-1） 式中 1000——单位换算系数；a ——土的压缩系数（MPa -1）；p 1、p 2——固结压力（kPa ）：e 1、e 2——相对应于p 1、p 2时的孔隙比。
评价地基压缩性时，按p 1为100kPa ，p 2为200kPa ，相应的压缩系数值以a 1-2划分为低、中、高压缩性，并应按以下规定进行评价：（1）当a 1-2＜0.1MPa -1时，为低压缩性土；（2）当0.1≤a 1-2＜0.5MPa -1时，为中压缩性土；（3）当a 1-2≥0.5MPa -1时，为高压缩性土。
2．压缩模量工程上也常用室内试验求压缩模量E s 作为土的压缩性指标。
压缩模量按下式计算：ae E s 01+= （1-2） 式中 Es ——土的压缩模量（MPa ）；e 0——土的天然（自重压力下）孔隙比；a ——从土的自重应力至土的自重加附加应力段的压缩系数（MPa -1）。
用压缩模量划分压缩性等级和评价土的压缩性可按表1-1规定。
地基土按E s 值划分压缩性等级的规定 表1-13．抗剪强度土在外力作用下抵抗剪切滑动的极限强度，一般用室内直剪、原位直剪、三轴剪切试验、十字板剪切试验、野外标准贯入、动力触探、静力触探等试验方法进行测定。
它是评价地基承载力、边坡稳定性、计算土压力的重要指标。
（1）抗剪强度计算土的抗剪强度一般按下式计算：τf＝σ·tgφ＋c（1-3）式中τf——土的抗剪强度（kPa ）；σ——作用于剪切面上的法向应力（kPa）；φ——土的内摩擦角（°），剪切试验法向应力与剪应力曲线的切线倾斜角；c——土的粘聚力（kPa），剪切试验中土的法向应力为零时的抗剪强度，砂类土c＝0。
（2）土的内摩擦角φ和粘聚力c的求法同一土样切取不少于4个环刀进行不同垂直压力作用下的剪力试验后，用相同的比例尺在坐标纸上绘制抗剪强度τ与法向应力σ的相关直线，直线交τ值的截距却为土的粘聚力c，砂土的c=0，直线的倾斜角即为土的内摩擦角切，见图6-1。
3土的压缩性和地基沉降计算
3 土的压缩性和地基沉降计算
土力学地基基础
2 单一压缩土层的沉降计算
文字部分见教材 根据图3-2和式3-1可知，
将S=H1-H2代入上式，
1 e2 H2 H1 1 e1
e1 e2 p S H1 H 2 H1 H1 1 e1 Es △P：土层厚度内的平均附加应力△p＝p2-p1
3 土的压缩性和地基沉降计算
土力学地基基础
• 分层总和法的计算步骤 • • • • 1 计算自重应力和附加应力，并绘制曲线 2 确定沉降计算深度。然后分层， 3 计算各分层的沉降量 4 将各分层的加起来。
3 土的压缩性和地基沉降计算 规范法
土力学地基基础
3.2.2 规范法
是《建筑地基基础设计规范》（GBJ 7-89）提出的计算 地基最终沉降的另一种形式的分层总和法，只不过在计 算中采用了平均附加应力系数，使计算成果更接近实测
Zi
zi
Zi-1
5
6
第i层hi
3 4
附加应力曲线αP0
平均附加应力曲线αP0
3 土的压缩性和地基沉降计算
土力学地基基础
规范法计算公式的推导
根据分层总和法基本原理得成层地基最终沉降量的 基本计算公式如下：注意符号的物理意义：
p0 S sS s z i i z i 1 i 1 i 1 Esi
Vv1=e1
1
1
Vs=1
3 土的压缩性和地基沉降计算
土力学地基基础
因而土体的竖向应变为
h1 h2 A e1 e2 z
h1 A 1 e1
VV1
将上式代入式子3-5
1 e1 p 1 e1 Es e1 e2
土的压缩性和地基变形计算
土的压缩性和地基变形计算一、土的压缩性计算方法1.倒数法这种计算方法是通过土体在一定应力范围内的压缩变形数据，利用线性拟合方法得到的压缩指数。
数学公式为：Cc=1/ε其中，Cc为压缩指数，ε为压缩应变。
2.趋势线法这种方法是通过土体在不同应力水平下的压缩变形数据，利用非线性拟合方法得到的压缩指数。
数学公式为：Cc=aσ^b其中，Cc为压缩指数，σ为应力水平，a和b为经验系数。
3.液限试验法这种方法是通过液限试验得到土的液限含水量（wL）和塑限含水量（wP），然后通过经验公式计算压缩指数。
数学公式为：Cc=(wL-wP)/wP其中，Cc为压缩指数，wL和wP为液限含水量和塑限含水量。
二、地基变形计算方法地基变形通常分为沉降和倾斜两种形式。
它受到外加载荷、土的性质、环境温度等多种因素的影响。
下面介绍几种地基变形计算方法：1.弹性计算法这种方法适用于土壤刚度较高且加载荷较小的情况。
它通过弹性力学的原理，利用弹性模量和应力分布进行计算。
数学公式为：Δh=(σ/E)*B其中，Δh为地表沉降，σ为基底应力，E为弹性模量，B为基底宽度。
2.线性弹塑性计算法这种方法适用于土壤刚度较低但有一定强度的情况。
它通过引入塑性曲线和初始剪胀量进行计算。
数学公式为：Δh = Δhs + Δhp其中，Δhs为弹性沉降，Δhp为塑性沉降。
3.经验推算法这种方法是通过统计和经验总结，根据类似的工程经验进行估计。
根据工程的特点，选择合适的经验公式进行计算。
这种方法相对简单方便，但精度较低。
三、影响因素1.土的性质土的类型、颗粒大小和形状、含水量等因素都会影响土的压缩性和变形特性。
2.外加载荷外加载荷的大小和分布形式对土体的压缩性和变形有直接影响。
3.环境温度环境温度的变化会导致土体的收缩或胀大，从而引起地基的变形。
4.周围土体状态如果周围土体存在固结或胀大，会对地基的变形产生影响。
总结：。
土的压缩性系数
一、压缩模量：物体在受三轴压缩时应力与应变的比值。
实验上可由应力-应变曲线起始段的斜率确定。
径向同性材料的压缩模量值常与其杨氏模量值
近似相等。
土的压缩模量指在侧限条件下土的垂直向应力与应变之比，是通过室内试验得到的，是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。
二、概念：压缩系数：压缩系数，是描述物体压缩性大小的物理量。
通常可将常规压缩试验所得的e-p数据采用普通直角坐标绘制成e-p曲线，如图4-1所示。
设压力由p1增至p2，相应的孔隙比由e1减小到e2，当压力
变化范围不大时，可将M1M2一小段曲线用割线来代替，用割线M1M2的斜率来表示土在这一段压力范围的压缩性，即：
式中a为压缩系数，MPa^(-1)；压缩系数愈大，土的压缩性愈高。
从图4-1可以看出，压缩系数a值与土所受的荷载大小有关。
工程中一般采用100～200 kPa压力区间内对应的压缩系数a1-2来评价土的压缩性。
即a1-2<0.1 MPa^(-1)属低压缩性土；
0.1 MPa^(-1)≤a1-2<0.5 MPa^(-1)属中压缩性土；
a1-2≥0.5MPa^(-1)属高压缩性土。
三、压缩系数是室内验算试验中最直接得到的指标，是土力学所特有的指标之一。
压缩模量的定义主要是为了利用虎克定律而设置，工程中也比较习惯使用这一指标。
3.土的压缩性和地基沉降计算
前期固结压力的确定
确定先期固结压力步骤如下： (1)从e~logp曲线上找出曲率半 径最小的一点A，过A点作水平线 A1和切线A42; (2)作lA2的平分线A3,, 与
e~logp 曲线中直线段的延长线相交
于B点; (3)B 点所对应的有效应力就是 先期固结压力pc。
初始(原始)压缩曲线确定
n
考虑应力历史的地基沉降计算
超 固 结 土
p ( pc p1 )
p ( pc p1 )
pci p1i pi Hi S C log Cei log p ci p p 1 e i 1 0i ci 1i
考虑应力历史的地基沉降计算
正常固结土
欠固结土
p1i pi Hi S Cci log p i 1 1 e0 i 1i
n
S
p1i pi Hi Cci log p i 1 1 e0 i ci
若pc＞ p1 ，则试样是超固结的。由于超固结土由 前期固结压力pc减至现有有效应力p1期间曾在原位经历 了回弹。因此，当超固结土后来受到外荷引起的附加 应力p时，它开始将沿着原始再压缩曲线压缩。如果 p较大，超过(pc－ p1 )，它才会沿原始压缩曲线压缩 。 超固结土原始压缩曲线推求: (1) 先作b1点，其横、纵坐标分别为试样的现场自 重压力p1 和现场孔隙比 e0； (2) 过b1点作一直线， 其斜率等于室内回弹曲线与再压缩曲线的平均斜率， 该直线与通过B点垂线(其横坐标相应于先期固结压力 值)交于b1 点, b1 b就作为原始再压缩曲线。其斜率为回 弹指数Ce； (3) 作c点，由室内压缩曲线上孔隙比 等0.42 e0处确定； (4) 连接bc直线，即得原始压缩 曲线的直线段，取其斜率作为压缩指标Cc。 若p c ＜ p1，则试样是欠固结的，由于自重作用下的压缩尚 未稳定，实质上属于正常固结土一类，它的现场压缩 曲线的推求方法完全与正常固结土一样。
基本概念：土的压缩系数和压缩模量
基本概念：土的压缩系数和压缩模量
一、压缩模量：物体在受三轴压缩时应力与应变的比值。
实验上可由应力-应变曲线起始段的斜率确定。
径向同性材料的压缩模量值常与其杨氏模量值近似相等。
土的压缩模量指在侧限条件下土的垂直向应力与应变之比，是通过室内试验得到的，是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。
二、概念：压缩系数：压缩系数，是描述物体压缩性大小的物理量。
通常可将常规压缩试验所得的e-p数据采用普通直角坐标绘制成e-p曲线，如图4-1所示。
设压力由p1增至p2，相应的孔隙比由e1减小到e2，当压力变化范围不大时，可将M1M2一小段曲线用割线来代替，用割线M1M2的斜率来表示土在这一段压力范围的压缩性，即：
式中a为压缩系数，MPa^(-1)；压缩系数愈大，土的压缩性愈高。
从图4-1可以看出，压缩系数a值与土所受的荷载大小有关。
工程中一般采用100～200 kPa压力区间内对应的压缩系数a1-2来评价土的压缩性。
即
a1-2<0.1 MPa^(-1)属低压缩性土；
0.1 MPa^(-1)≤a1-2<0.5 MPa^(-1)属中压缩性土；
a1-2≥0.5MPa^(-1)属高压缩性土。
三、压缩系数是室内验算试验中最直接得到的指标，是土力学所特有的指标之一。
压缩模量的定义主要是为了利用虎克定律而设置，工程中也比较习惯使用这一指标。
土的压缩性和地基沉降计算
Tv cvt / H 2
U z f (Tv )
Tv
Cvt H2
k(1 e)
a w
t H2
Tv
Cvt1 H12
Cvt2
H
2 2
t1 t2
H12 H22
当压缩应力分布与排水条件都相同时，达到同一 固结度所需时间之比等于排水距离H的平方之比。
4.3.3 地基沉降与时间关系计算步骤
最终沉降量
沉降与时间的关系
2.地基沉降的原因：
• 外因：主要是建筑物荷载在地基中产生 的附加应力。（宏观分析）
• 内因：土的三相组成。（微观分析）
A)地基沉降的外因:通常认为地基土层在自重作 用下压缩已稳定，主要是建筑物荷载在地基中 产生的附加应力。
z0
A
施工前 z0
p
施工后 p
4.1.3 土的压缩性原位测试
原位测试方法适用于： • 地基土为粉、细砂、软土，取原状土样困难。 • 国家一级工程、规模大或建筑物对沉降有严格
要求的工程。
原位测试方法包括： 载荷试验、静力触探试验、旁压试验等
载荷试验示意图
反压重物
反力梁
千斤顶 百分表
基准梁
荷载板
载荷试验结果分析图－地基土的变形模量
饱和土中总应力与孔隙水压力、有效应力之 间存在如下关系：
4.3.2 土的单向固结理论
1、饱和土体渗流固结过程
2、两种应力在深度上随时间的分布
u f (z,t)
3、不同排水条件下一维渗流固结过程
单面排水
双面排水
4、土的单向固结理论－太沙基一维固结理论
适用条件：荷载面积远大于压缩土层的厚度，地 基中孔隙水主要沿竖向渗流。
土力学第3章土的压缩性与地基沉降计算
pc p0
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e
e
e
p
z z p0 pc
OCR 1 正常固结状态
p
p0 pc
pc p0 OCR 1
超固结状态
p
pc p0
pc p0 OCR 1
欠固结状态
第15页/共27页
先期固结压力 pc 的确定
Casagrande 法
1. 在e-lgp曲线上，找出曲 率半径最小的点A
3.1.3 土的回弹曲线与再压缩曲线 土的回弹曲线与再压缩曲线
在进行室内试验过程中，当土压力加到某一数值后，逐渐卸压，土样 将发生回弹，土体膨胀，孔隙比增大，若测得回弹稳定后的孔隙比， 则可绘制相应的孔隙比与压力的关系曲线称为回弹曲线。
第12页/共27页
3.1.4 应力历史对压缩性的影响
一、沉积土的应力历史
后，进行逐级加压固结（一
般按p=50kPa、100kPa、
200kPa、300kPa、400kPa
5级加荷），测定各级压力p
作用下土样的压缩稳定后的
孔隙比变化。
三联固结仪
第2页/共27页
• 压缩仪示意图
试验方法：侧限压缩试验
加压活塞 刚性护环
荷载 透水石 环刀
土样
注意：土样在竖直压 力作用下，由于环刀 和刚性护环的限制， 只产生竖向压缩，不 产生侧向变形
2. 作水平线m1
3. 作A点切线m2
4. 作m1,m2 的角分线m3
5. m3与试验曲线的直线段 交于点B
pc
6. B点对应开普顿在对大量资料
进行统计分析的基础上
提出了按塑性指数近似
•
确定pc 的公式可供参考。 式中， -土的不排水剪抗
土力学 第五章 土压缩性与地基沉降计算
土的压缩性的有关概念
为了保证建筑物的安全和正常使用，地基的最大
沉降量和沉降差都必须控制在一定的范围之内。
建筑物地基沉降的研究内容：
绝对沉降量的大小
沉降与时间的关系
第一节 土的压缩性试验 及压缩性指标
一、室内压缩试验及压缩模量
室内侧限压缩试验（固结试验）
百分表 压缩容器
支架
加 压 设 备
pc OCR p0
土的固结状态的划分
正常固结土：
土层的自重应力等于前期固结压力，OCR = 1；
超固结土：
土层的自重应力小于前期固结压力，OCR > 1；
欠固结土：
土层的自重应力大于前期固结压力，OCR < 1。
二、现场载荷试验及变形模量
载荷试验装置
堆重平台反力法
地锚反力架法
室内压缩试验与现场载荷试验的比较
地基是均质的、各向同性的线弹性半无限连续体；
基础整个底面和地基土体一直保持接触。
集中荷载作用下地表沉降
Q 1
2 2 2
s
2
E x y
Q 1
Er
完全柔性基础沉降
均布荷载作用下矩形完全柔性基础下任意点沉降：
1 so obp0 E
2
中点沉降影响系数， l/b的函数，表5-3
高压缩性土 Cc > 0.4
土的回弹曲线和再压缩曲线
回弹曲线与初始压
缩曲线并不重合； 土样中有残留的塑 性变形（残余变 形），但也有恢复 的弹性变形；
超过卸载点后，再
压力完全卸除以后，
压缩曲线就像是初 始压缩曲线的延长 线。
e～p 曲线
岩土工程勘察中地基土压缩性分析与应用
岩土工程勘察中地基土压缩性分析与应用地基土的压缩性是指地基土在受到荷载作用下发生的压缩变形的性质。
在岩土工程勘察中，地基土的压缩性分析是非常重要的一项工作，它对于地基工程设计和施工具有重要的指导作用。
本文将从地基土的压缩性分析和应用两个方面进行讨论。
一、地基土的压缩性分析地基土的压缩性分析是指通过岩土工程勘察，对地基土的压缩性进行定性和定量的分析。
主要包括以下几个方面：地基土的压缩性特征包括地基土的压缩指数、压缩模量和地基土的固结特性等。
通过对地基土样品进行室内试验和现场勘测，可以确定地基土的压缩性特征。
地基土的压缩参数是指描述地基土在受到荷载作用下的变形规律的参数，主要包括预压力、一维压缩系数和剪胀参数等。
通过对地基土的压缩试验和固结试验，可以获得地基土的压缩参数。
3. 地基土的压缩计算方法地基土的压缩计算方法是指根据地基土的压缩性特征和压缩参数，进行地基土的压缩计算。
常用的计算方法有一维压缩计算和二维固结计算等。
通过合理选择计算方法，可以得到地基土的压缩变形和沉降情况。
地基土的压缩性分析在地基工程设计和施工过程中有着重要的应用价值，具体表现在以下几个方面：1. 地基工程设计通过对地基土的压缩特性进行分析，可以确定地基土的压缩变形和沉降情况，从而为地基工程的设计提供依据。
例如在筑坝工程中，通过对地基土的预压力和一维压缩系数进行分析，可以确定筑坝工程的压实措施和压实强度。
2. 地基土施工控制地基土的压缩性分析在岩土工程勘察中起着重要的作用。
通过对地基土的压缩性进行分析和应用，可以为地基工程设计和施工提供合理的技术参数和方法，保证工程的安全性和可靠性。
土的力学性质指标
土的力学性质指标1．压缩系数土的压缩性通常用压缩系数（或压缩模量）来表示，其值由原状土的压缩试验确定。
压缩系数按下式计算：21211000p p e e a --⨯=（6-1）式中1000——单位换算系数；a ——土的压缩系数（MPa -1）； p 1、p 2——固结压力（kPa ）：e 1、e 2——相对应于p 1、p 2时的孔隙比。
评价地基压缩性时，按p 1为100kPa ，p 2为200kPa ，相应的压缩系数值以a 1-2划分为低、中、高压缩性，并应按以下规定进行评价：（1）当a 1-2＜0.1MPa -1时，为低压缩性土； （2）当0.1≤a 1-2＜0.5MPa -1时，为中压缩性土； （3）当a 1-2≥0.5MPa -1时，为高压缩性土。
2．压缩模量工程上也常用室内试验求压缩模量E s 作为土的压缩性指标。
压缩模量按下式计算：ae E s 01+=（6-2） 式中Es ——土的压缩模量（MPa ）；e 0——土的天然（自重压力下）孔隙比；a ——从土的自重应力至土的自重加附加应力段的压缩系数（MPa -1）。
用压缩模量划分压缩性等级和评价土的压缩性可按表6-4规定。
地基土按E s 值划分压缩性等级的规定表6-43．抗剪强度土在外力作用下抵抗剪切滑动的极限强度，一般用室内直剪、原位直剪、三轴剪切试验、十字板剪切试验、野外标准贯入、动力触探、静力触探等试验方法进行测定。
它是评价地基承载力、边坡稳定性、计算土压力的重要指标。
（1）抗剪强度计算土的抗剪强度一般按下式计算：τf＝σ·tgφ＋c（6-3）式中τf——土的抗剪强度（kPa）；σ——作用于剪切面上的法向应力（kPa）；φ——土的内摩擦角（°），剪切试验法向应力与剪应力曲线的切线倾斜角；c——土的粘聚力（kPa），剪切试验中土的法向应力为零时的抗剪强度，砂类土c＝0。
（2）土的内摩擦角φ和粘聚力c的求法同一土样切取不少于4个环刀进行不同垂直压力作用下的剪力试验后，用相同的比例尺在坐标纸上绘制抗剪强度τ与法向应力σ的相关直线，直线交τ值的截距却为土的粘聚力c，砂土的c=0，直线的倾斜角即为土的内摩擦角切，见图6-1。
土的压缩性及地基变形计算资料重点
土的压缩性及地基变形计算资料重点
1.土的压缩性：
1.1压缩模量：
压缩模量是衡量土壤抵抗压缩变形的能力的指标，用符号E表示。
压缩模量可以通过实验室试验或现场测试得到。
1.2剪切模量：
剪切模量是衡量土壤抵抗剪切变形的能力的指标，用符号G表示。
剪切模量与土壤的剪切强度有关。
1.3泊松比：
泊松比是衡量土壤在应力作用下沿垂直方向的变形程度的指标，用符号ν表示。
泊松比与土壤的密实度有关，一般在0-0.5之间。
2.地基变形计算：
地基变形计算是针对建筑物或其他结构物的地基进行稳定性分析和设计的过程。
地基变形分为弹性变形和不可逆变形两个阶段，其中弹性变形是指在荷载作用下，土体发生的可恢复的变形；不可逆变形是指荷载作用下土体发生的永久性变形。
2.1弹性变形计算：
弹性变形计算是根据土体的本构关系，结合荷载条件和边界条件，通过应力与应变之间的关系，得出土壤的变形量。
常用的弹性变形计算方法有弹性理论和有限元法等。
2.2不可逆变形计算：
不可逆变形计算是指在考虑土壤的不可逆变形性质时，对地基的变形和稳定性进行分析。
常用的不可逆变形计算方法有一维压缩性计算、塑性理论和现场观测法等。
3.地基结构相互作用分析：
地基结构相互作用分析是指在考虑土壤与结构相互作用的情况下进行地基变形计算。
相互作用的分析方法包括弹性基础承载力计算、地基地震反应分析和地基液化分析等。
以上是关于土的压缩性及地基变形计算的重点资料。
在实际工程中，需要根据具体工程条件选择适当的方法和参数进行计算，以保证地基的稳定性和结构的安全。
土的压缩试验及指标
性可用割线斜率代替。
e
a e '
a1-2常用作比较土的 压缩性大小
1.0
0.9
0.8 e '
0.7
0.6 0
100 200 300 400 P
土的类别 高压缩性土 中压缩性土 低压缩性土
a1-2 (MPa-1) ≥0.5
0.1～0.5 <0.1
土的压缩性试验 与压缩指标
土体产生压缩的原因：
(1)固体颗粒的压缩； (2)孔隙水和孔隙气体的压缩，孔隙气体 的溶解； (3)孔隙水和孔隙气体的排出；
纯水、固体颗粒的压缩量常可略不计； 土体压缩主要来自孔隙水和气的排出。
• 土体受力后引起的变形： • 体积变形 剪切变形
•
• 体积变形：主要由正应力引起，它只会使土 体压密、体积缩小，但不会导致土体破坏。
0.8
0.7
压缩指数
0.6
压缩指数的单位问题
100
1000 lgP
压缩系数与压缩指数
Cc 是无量纲系数，同压缩系数a 一样，压缩 指数Cc值越大，土的压缩性越高。 虽然压缩系数a 和压缩指数Cc 都是反映土的压 缩性的指标，但是两者有所不同。前者随所取 的初始压力及压力增量的大小而异，而后者在 较高的压力范围内却是常量，不随压力而变。
顶帽 轴向应变
压力室 轴向应力
试
体变或孔隙水压力
样
透水石
排水管
量测体变或
阀门 孔隙水压力
类型 固结排水 固结不排水 不固结不排水
施加σ 3时 固结 固结 不固结
施加σ 1－σ 3时
量测
排水
体变
不排水
土的压缩性及沉降计算
最终沉降量是指建筑物地基从开 始变形到变形稳定时基础的总沉 降值。
最终沉降量
分层总和法是将地基土在一定深度范围内划分成
若干薄层，先求得各个薄层的压缩量，再将各个薄层的压 缩量累加起来，即为总的压缩量。
计算沉降时，由于采用了一系列计算假定，还需对总的 压缩量根据经验进行修正。
一、计算假定
1.地基中划分的各薄层均在无侧向膨
z
si hi
e1i e2i 1e1i
si
e1i e2i 1e1i
hi
由压缩模量的定义知：
Esi
p si
si
p Esi
hi
hi
si
zi
E si
hi
2.各薄层压缩量求和公式
基础的总沉降量就是在压缩层范围内各薄层压缩量的总和
n
Sn Si
1
3.基础总沉降量的规范公式
由于采用了一系列计算假定，求出的总压缩量与工程实际有一定出入， 故现行规范用经验系数进行修正。
一、土的压缩性
节概述
土的压缩性是指在外荷载作用下，土体体积变小的性 质.
它反映的是土中应力与其变形之间的变化关系，是土 的基本
力学性质之一。
土体压缩变形一般包括：
二、沉降的概念
建筑物作为外荷载作用于地基上，使地基中产生附加应 力，而附加应力的产生致使地基土出现压缩变形，通常将建 筑物基础随地基产生的竖向变位称之为沉降。
Cc值越大，土的压缩性越高，低压缩性土的Cc一 般小于0.2，高压缩性土的Cc值一般大于0.4。
二、现场荷载试验
1.试验方法
现场载荷试验是在工程现场 通过千斤顶逐级对置于地基土 上的载荷板施加荷载，观测记 录沉降随时间的发展以及稳定
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怎样统计地基土的压缩性指标
自然地质条件是复杂的，岩土体是不均匀的，这是大家公认的事实。
但作为工程研究的对象，需要认识它、研究它和处理它，又不得不把它局部化和简单化，忽略次要的，解决主要的矛盾，这可能是自然科学研究和工程技术研究的不同之处。
自然科学研究可以从细观出发，而解决工程问题必须在宏观上把握问题的主要方面，而可以忽略次要的一些方面。
作为岩土工程师，对于你勘察的场地，首先要做地质工作，从地形、地貌、地质成因和地层年代上要区分清楚，是洪冲积的还是残坡积的，是河漫滩还是阶地，是第四纪地层还是老地层。
这就是所谓的把地质单元划分正确，这是进一步考虑布置勘察试验工作和数据分析统计的基础。
其实，《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）早有明确的规定：“岩土的物理力学指标，应按场地的工程地质单元和层位分别统计。
”按地质单元统计岩土的物理力学指标，是岩土工程勘察的基本原则。
在一个地质单元中要求取一定数量的土样，做一定数量的试验是为了数据有充分的代表性，是数据统计所必需的样本容量，而统计的前提则是子样必须来自同一个母体。
如果不承认地质单元可以用平均值来描述某一个属性，那数据处理就无从谈起。
对于同一个地质单元是否是均匀的呢？也不一定，例如土层厚度很可能是不均匀的，即使在平原地区，土层厚度也常常有较大的变化，因此需要用勘探点的间距来控制其厚度的变化，不同的基础类型对土层厚度的敏感性不同，因而布孔间距的要求是不同的。
从土的性质来研究土层均匀性，一般认为同一地质单元可以作为均质体来处理，可以采用统计的方法来处理试验指标。
如果不承认这一点，即使是最简单的计算平均值的方法也就失去了理论的前提，就不能用平均值来处理试验结果。
也失去了钻孔抽样取土试验的理论依据，那麻烦就大了。
将试验指标用于工程计算时，计算公式的推导都有均质土的假定。
计算基础中点沉降时，你必须承认土层是均匀的，同一土层的深度方向和水平方向都是均匀的，
用分层总和法处理的仅是深度方向划分为若干土层，但对每一个土层还是均质土。
如果不承认这一点，这个计算公式就不成立，那还计算什么？
如果认为同一个地质单元也存在不均匀性，而又希望把这种不均匀性探明显示出来。
把四个角点的取土试验数据，看作是地基土不均匀性的表现，通过四个角点的数据，建立不均匀性的数学模型。
现在有些商业软件也可以对这类数据进行处理以建立数学模型，但这种方法是建立在两个钻孔的数据之间是线性变化假定的基础上，等于是进行线性插入。
如果有更多的数据，当然可以拟合非线性的模型。
这在数学上是不难做到的，但问题是，这种追求数据处理高精度的方法与工程处理的控制要求是不相匹配的，与工程勘察方法的基本前提是不符合的，与土力学的许多计算公式的假定是相违背的。
如果采取这种方法分析数据，则在水平方向上怎么确定钻孔的间距才能正确地反映这种不均匀性？现行规范的钻孔间距的规定并没有考虑这些因素。
如果认为在深度方向上也存在不均匀性，那在两个取土点之间的不均匀性又如何把它探明？因此，在不均匀性假定的基础上的勘察工作，连取土点确定都会有很大的争议，事情部做不下去了。
在均质土假定的基础上，把各个勘探点、各个取样点的数据的差异看成是随机因素造成而不是系统因素造成的，这些随机因素包括当年沉积时物质的差异、年代的差异、沉积条件的差异、取土扰动程度的差异、试验条件的差异等等，这就可以用统计的方法来处理这些数据的随机误差了，数据的离散性或变异性是反映这种随机因素影响的定量指标，通过计算，可以估计这些随机误差对计算结果所造成的影响有多大，这就是误差估计和可靠度分析。
因此在计算一幢建筑物的沉降时，一般都分层采用各层土的综合压缩曲线去确定其相应压力段的压缩模量，而且对于一个场地，如果是同一个地质单元，也只分层给出每层土的综合压缩曲线。
如果发现某一个范围存在明显的指标差异，那很可能是在地质单元的划分上出了问题。
例如，很早以前，在北京曾经发
现建筑物开裂的事故，从试验资料来看，物理指标没有明显的差别，但压缩性指标存在明显差别的两个部分。
后来研究的结果表明，那指标比较差的部分的土是近代沉积的土层，地地质单元上应当把它们划分出来，认识地层的不均匀性，采取必要的工程措施就不再出事了。
但在把两个地质单元划分以后，对每个地质单元还是作为均质体来统计指标。
有些反映土层天然状态的指标，在深度方向上有明显规律性的变化。
例如，十字板强度反映了土的天然强度，对正常压密的土层，随着深度的增加，土的有效上覆压力增大，天然强度随之而增大。
可以画出十字板强度与深度的散点图，统计两者之间的经验关系。
但这是以力学机制为分析基础的。
这种变异的规律性也是要以地质单元为子样的母体进行统计，计算相关性与变异系数。
《岩土工程勘察规范》规定：“相关型参数宜结合岩土参数与深度的经验关系，按下式确定剩余标准差，并用剩余标准差计算变异系数。
”
说一下实际工程中出现建筑物倾斜和开裂的原因和防治的方法。
事先防范事故的发生无疑是十分重要的，在地基基础设计时，对于那种十分明显的不均匀地基，例如软硬不均的地基、部分基岩出露的地基、半填半挖的地基、存在暗浜的地基等等，首先需要加以界定，划分其界限，分别研究其压缩性。
而是否会产生有害的不均匀沉降，一般不是靠计算出来的，而是根据工程的判断。
解决的方法是采取工程措施，使其均匀化，一般也不是靠计算结果来保证工程安全的。
产生不均匀沉降的因素很多，地基压缩性的不均匀性仅是一个方面，而土层的厚度变化、荷载的差异、荷载的偏心、施工时的扰动等可能是更重要的因素，它们所产生的不均匀沉降的数量级往往远大于压缩性的不均匀。
人们在事先精确控制建筑物倾斜和开裂的本领还不大，特别依靠沉降计算的结果来控制不均匀沉降更是不太现实。
为了保证工程的安全一般从两个方面控制，一是采取工程措施来控制上述产生不均匀沉降的诸多因素，不使其发生，或降低其危害；二是控制计算中点
沉降量的数量级，即控制基础底面的压力值，这就是变形控制设计的常用方法。
如果人们把注意力集中在压缩性指标变化的数学模型上，注意了似乎是高精度的计算，却忽略了上面这些更重要的控制因素，那么可能是总体上会失去控制。