土的压缩系数和压缩模量计算
第二章 土的压缩性分析
压缩指数
Cc<0.2时，为低压缩性土； Cc=0.2~0.4时，为中压缩性土； Cc>0.4时，为高压缩性土。
(三)压缩模量(侧限压缩模量)
根据e p 曲线，可以求算另一个压缩性指标——压
缩模量。它的定义是土在完全侧限条件下的竖向附加压应
力与相应的应变增量之比值。土的压缩模量可根据下式计
算：
粘土
0.18~0.25
0.25~0.33
0.33 坚硬状态 0.33 可塑状态 0.43
软塑及流塑 0.53 状态 坚硬状态 0.33 可塑状态 0.53
软塑及流塑 0.72 状态
0.15~0.20 0.20~0.25 0.25 0.25 0.30 0.35
0.25 0.35 0.42
β
0.95~0.90 0.90~0.83 0.83 0.83 0.74 0.62
Vs
H0 1 e0
A H 1 e
A
(H0 s) 1 e
A
e
e0
s H0
(1
e0 )
只要测定土样在各级压力作用下的稳定压缩量后，就可
按上式算出相应的孔隙比e，从而绘制土的压缩曲线。 压缩曲线可按两种方式绘制，一种是采用普通直角座
标绘制的曲线 在常规试验中，一般按50、100，200， 300，400kPa五级加荷，另一种的横座标则取的常用对 数取值，即采用半对数直角座标纸绘制成曲线，试验时 以·较小的压力开始，采取小增量多级加荷，并加到较大 的荷载(例如1000kPa)为止.
可以互换算的。
与E s
两者在理论上是完全
从侧向不允许膨胀的压缩试验土样中取一微单元体
进行分析，可得 E0 与 Es 两者具有如下关系
土力学实验指导书
实验一 土的三项基本物理性指标的测定一、实验目的土的三项基本物理性指标是指土粒比重ds 、土的含水量w 和密度ρ，一般由实验室直接测定其数值。
在测定这三个基本指标后，可以换算出其余各个指标。
二、实验原理和方法 1．土粒相对密度ds土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量比，称为土粒比重（无量纲），亦称土粒相对密度，即式中 ρs ——土粒密度，即土粒单位体积的质量，g/cm 3；ρw1——4℃时纯水的密度，等于1g/cm 3或1t/ m 3。
一般情况下，土粒相对密度在数值上就等于土粒密度，11ds w ss w s V m ρρρ==但两者的含义不同。
土粒比重决定于土的矿物成分，一般无机矿物颗粒的比重为2.6～2.8；有机质为2.4～2.5；泥炭为1.5～1.8。
土粒（一般无机矿物颗粒）的比重变化幅度很小。
土粒比重可在试验室内用比重瓶法测定。
通常也可按经验数值选用，一般土粒土粒相对密度参考值见下表。
土粒相对密度参考值2．土的含水量w土中水的质量与土粒质量之比，称为土的含水量，用百分数表示，即%100⨯=swm m ω含水量w 是标志土含水程度（湿度）的一个重要物理指标。
天然土层的含水量变化范围很大，它与土的种类、埋藏条件及所处的自然地理环境等有关。
土的含水量通常采用“烘干法”测定。
从含水量的定义可知，实验的关键是怎样测得一块土中所含水份质量以及颗粒质量。
所谓烘干法便是为此设计的一种实验方法。
先称小块原状土样的湿土质量，然后置于烘箱内维持100～105℃烘至恒重，再称干土质量，湿、干土质量之差与干土质量的比值，就是土的含水量。
计算公式为：%1000221⨯--=m m m m ω 式中： W ——含水量（%） m 1——盒加湿土质量（g ） m 2——盒加干土质量（g ）m 0——铝盒的质量（g ），按盒号查表可得，由实验室提供。
3．土的密度ρ土单位体积的质量称为土的密度，g/cm 3。
在天然含水量情况下的密度称为天然密度，即Vm =ρ 测定密度的目的是为了了解土体内部结构的密实情况。
土的经验参数(物理指标、压缩、变形模量、剪切强度)
有关土的经验参数一、原状土物理性质指标变化范围原状土物理性质指标变化范围，见表3-3-28。
注：粘砂土3＜I p≤7；砂粘土7＜I p≤17二、土的平均物理、力学性质指标，见表3-3-29。
土的平均物理、力学性质指标，见表3-3-29。
注：①平均比重采取：砂——2.66；粘砂土——2.70；砂粘土——2.71；粘土——2.74；②粗砂和中砂的E 0值适用于不均匀系数C u = = 3者，当C u ＞5时应按表中所列值减少 。
C u为中间值时E 0 值按内插法确定；③对于地基稳定计算，采用人摩擦角φ的计算值低于标准值2°。
1060d d 32三、土的压缩模量一般范围值土的压缩模量一般范围值，见表3-3-3-。
注：砂粘土7＜I p≤7；粘土I p＞17四、粘性土剪强度参考值粘性土抗剪强度参考值，见表3-3-31。
注：粘砂土3＜I p≤7；砂粘土7＜I p≤7；粘土I p＞17五、土的侧压力系数（ξ）和泊松比（u）参考值注：粘土I p＞17；粉质粘土10＜I p≤17；I p≤10五、变形模量于压缩模量的关系变形模量E0是指土体在无侧限条件下应力与应变之比，其中的应变包含弹性应变和塑性应变两部分。
因此，变形模量较弹性模量E小，通常在土与基础的共同作用分析中用变形模量E。
变形模量一般是通过现场载荷试验确定，一些地方通过静力触探、标贯试验与变形模量建立了经验公式。
压缩模量Es是在侧限条件下应力与应变的比值，是通过室内试验获取的参数。
两者的关系：对于软土E0近似等于Es；较硬土层，E0=βEs，β=2～8，土愈坚硬，倍数愈大。
第5章土的压缩性
A
e
C B
m
p
1 3 2
D
'(lg)19
§5 土的压缩性 应力历史对压缩性的影响
二、初始(原始)压缩曲线
应力历史对粘土的压缩性具有较大的影响，而 钻探取样获得土样经过扰动或应力释放，在实验 室内得到的压缩曲线已经不能代表地基中现场压 缩曲线，所以压缩曲线的起始段实际上是一条再 压缩曲线。因此必须对室内固结试验所得的压缩 曲线进行修正，得到符合原位土体压缩性的现场 压缩曲线，由此计算得到的地基沉降才会更符合 实际。
21
§5 土的压缩性 应力历史对压缩性的影响
二、初始(原始)压缩曲线
若pc=p1，则试样是正常固结土， 它的原始压缩曲线推求:
① 一般可假定取样过程中试样 不发生体积变化，即试样的初始 孔隙比e0就是它的原位孔隙比 ； ② 由e0 和 pc值，在e~logp坐标 上定出b点，此即试样在原始压 缩的起点； ③ 从纵轴坐标0.42 e0 处作一水 平线交室内压缩曲线于c点,连接 bc即为所求的原始压缩曲线。
Es
x z
μ可由土力学试验中的三轴试验测定 μ一般＜0.5 ；∴β一般＜1 ；即β=0~1 故 E0 ＜ Es
29
§5 土的压缩性 土的变形模量
一、浅层平板载荷试验及变形模量
变形模量（ E0 ）与压缩模量（ Es ）的关系
μ也可根据土的侧压力系数K0（三轴试验确定）
进行计算。
K0
a e e1 e2 p p2 p1
式中：a — 土的压缩系数，MPa-1； p1 — 地基某深度处土中竖向自重应力，MPa； p2 — 地基某深度处土中自重应力与附加应力之和，MPa； e1 — 相应于p1作用下压缩稳定后的孔隙比； e2 — 相应于p2作用下压缩稳定后的孔隙比。
土力学试验指导书之-压缩试验
实验项目二压缩试验试验目的：测定土的湿密度、含水率，计算土样干密度、初始孔隙比，并用此密度、含水率条件下的试样进行压缩试验，根据试验数据绘制孔隙比与压力的关系曲线（即压缩曲线），确定土的压缩系数、压缩模量，评价土体的压缩性。
试验方法：1、 密度试验——环刀法2、 含水率试验——烘干法3、 压缩试验——快速固结试验法试验指导书：压缩试验一、目的1、掌握以磅秤式（或杠杆式）加压设备测定土压缩系数的方法，并根据试验数据绘制孔隙比与压力的关系曲线（即压缩曲线）；2、根据求得的压缩系数α1-2评定土的压缩性。
二、试验原理土样在外力作用下便产生压缩，其压缩量的大小是与土样上所加的荷重大小以及土样的性质有关。
如在相同的荷重作用上，软土的压缩量就大，而坚密的土则压缩量小；又如在同一种土样的条件下，压缩量随着荷重的加大而增加。
因此，我们可以在同一种土样上，施加不同的荷重，一般情况下，荷重分级不宜过大。
视土的软硬程度及工程情况可取为0.125、0.25、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、6.0、8.0公斤/厘米2等。
最后一级荷重应大于土层计算压力的1～2公斤/厘米2。
这样，便可得不同的压缩量，从而可以算出相应荷重时土样的孔隙比。
如图6-1可见，当土样在荷重P 1作用下，压缩量为Δh 。
一般认为土样的压缩主要由于土的压密使孔隙减少产生的。
因此，与未加荷前相比，可得：Δh ＝e 0-e 1。
而土样在荷重P 1作用下产生的应变为0h h∆=ε，从图6-1可得)1(100100100e h he e e e e h h +∆=-+-=∆式中：e 1——在荷重P 1作用下，土样变形稳定时的孔隙比； e 0、h 0——分别为原始土样的孔隙比和高度；Δh ——在荷重P 1作用下，土样变形稳定时的压缩量。
这样，施加不同荷重P ，可得相应的孔隙比e i ，P i ，根据e i ，P i 值可绘制压缩曲线，并求得压缩系数α。
三、主要试验设备固结仪（或称压缩仪、渗压仪）——1 加压设备——磅秤式、杠杆式测微表（或称百分表，量程10mm ，感量0.01mm ）——1 秒表——1物理天平（称重1000g 、感量0.1g ）——1 电热烘箱（温度能控制在105～110℃）——1其他——如环刀、切土刀、大铝盒、滤纸、凡士林、方玻璃片等。
土力学第四章(压缩)讲解
第四章：土的压缩及沉降计算名词解释1、压缩系数：土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值。
2、压缩指数：在压力较大部分,e-lgp关系接近直线,其斜率称为土的压缩指数。
3、压缩模量：土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值，或称为侧限模量。
4、变形模量：土在无侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值。
5、体积压缩系数：在单位压应力作用下单位体积的变化量。
6、超固结比：先期固结压力pc与现时的土压力p0的比值。
7、前期固结压力：指土层在历史上曾经受过的最大有效固结压力。
8、最终沉降量：地基变形稳定后基础底面的沉降量。
9、固结：土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程。
10、固结度：在某一固结压力作用下，经过一定时间土体发生固结的程度。
简答1、为什么可以用孔隙比的变化来表示土的压缩性？答：土体压缩的实质是孔隙体积减小的结果，土粒体积保持不变；而孔隙比反映了孔隙的体积和土粒的体积比，因此可以用孔隙比的变化来表示土的压缩性。
2、地基土变形的两个最显著的特征是什么？答：体积变形是由于正应力引起的，只能使土体产生压密，孔隙体积减小，但不会使土体产生破坏；形状变形是由剪应力引起的，在剪应力作用下土颗粒间产生移动，使土体产生剪切破坏。
3、工程中常用的压缩系数和模量是什么？如何判定土的压缩性？答：压缩系数和压缩模量都是变量，为比较土的压缩性高低，工程中常用的压缩系数和压缩模量是压力在100-200kPa下的值。
a v＜0.1MPa-1低压缩性土，0.1MPa-1≤a v＜0.5MPa-1中压缩性土，a v≥0.5MPa-1高压缩性土；Es＜4MPa高压缩性土，4MPa≤Es＜15MPa中压缩性土，Es≥15MPa低压缩性土；4、自重应力在任何情况下都不会引起地基沉降吗？为什么？答：对于正常固结土和超固结土来说，自重应力不会引起地基沉降了，但对于欠固结土（新沉积的土或刚填筑的土）来说，由于现有的固结应力大于先期固结应力，自重应力也会引起地基沉降。
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。
土的压缩模量、变形模量和弹性模量
土的压缩模量、变形模量和弹性模量压缩模量、变形模量和弹性模量都是对土的变形能力的不同表达，各自适用于不同情况。
压缩模量Es也叫侧限压缩模量，是土在完全侧限条件（无侧向变形）下，竖向附加应力与相应竖向应变的比值。
其大小反映了土体在单向压缩条件下对压缩变形的抵抗能力。
变形模量Eo是在现场原位测得的，是无侧限条件下应力与应变的比值，相当于理想弹性体的弹性模量，但是由于土体不是理想弹性体，故称为变形模量。
可以比较准确地反映土在天然状态下的压缩性。
压缩模量和变形模量之间可以互相换算，两者间是倍数的关系，土越坚硬倍数越大，软土则两者比较接近。
弹性模量是正应力与弹性（即可恢复）正应变的比值。
在计算饱和粘性土地基上瞬时加荷所产生的瞬时沉降时，就要采用弹性模量。
弹性模量＝应力/弹性应变，它主要用于计算瞬时沉降；压缩模量和变形模量均＝应力/总应变，压缩模量是通过现场取原状土进行实验室有侧限压缩实验得出的，而变形模量则是通过现场的原位载荷试验得出的，它是无侧限的。
弹性模量要远大于压缩模量和变形模量，而压缩模量又大于变形模量。
地堪报告中，一般给出的是土的压缩模量Es与变形模量Eo，而一般不会给出弹性模量E。
按规范的规定，在地基变形验算中要用的是压缩模量Es，但因Es 是通过现场取原状土进行试验的，这对于粘性土来说很容易做到，但对于一些砂土和砾石土等粘聚力较小的土来说，取原状土是很困难的，很容易散掉，因此对砂土的砾石土通常都是通过现场载荷试验得到Eo，所以在地堪报告上，对于砂土的砾石土一般都仅给出Eo，即使给出Es，也是根据Eo换算来的，而不是试验直接得出的。
理论上Es和Eo有一定的关系，但根据该关系换算误差较大，所以二者关系一般都根据地区经验进行换算。
******************************************************************* ************土的变形模量：土的变形模量是通过现场载荷试验求得的压缩性指标，即在部分侧限条件下，其应力增量与相应的应变增量的比值。
土的压缩性及固结理论
学习指导
学习目标
学习土的压缩性指标确定方法，掌握有效应力 原理、一维固结机理的分析计算方法。
学习基本要求
1．掌握土的压缩性与压缩性指标确定方法 2．掌握有效应力原理 3．掌握太沙基一维固结理论
4.1 概述 4.2 固结试验及压缩性指标 4.3 饱和土中的有效应力 4.4 土的单向固结理论
t
透水石 试样
一、e - p曲线 e
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0 100 200 300 400
P
p1
p2
p3
p(kPa )
e0
e s
e1 H1 e2 H2 H3 e3
t
ei = e0 − (1 + e0 )H i / H 0
t
孔隙比e与压缩量∆H 的关系
e0 1
孔隙
ΔH
e
H H0
无粘性土 粘性土
透水性好，水易于排出
压缩稳定很快完成
透水性差，水不易排出 压缩稳定需要很长一段时间
3、有效应力：土骨架承担由颗粒之间的接触传递 应力。粘性土固结过程，实质是土中有效增长的过 程。 4、压缩性指标 室内试验 侧限压缩、三轴压缩等 (压缩系数，压缩模量) 室外试验 荷载试验、旁压试验等 (变形模量)
太沙基 – 土力学的奠基人
土体是由固体颗粒骨架、孔隙 流体（水和气）三相构成的碎 散材料，受外力作用后，总应 力由土骨架和孔隙流体共同承 受。 • 对所受总应力，骨架和孔隙 流体如何分担？ • 它们如何传递和相互转化？ • 它们对土的变形和强度有何 影响？
外荷载 → 总应力 σ
Terzaghi的有效应力原理和固结理论
a c b d
e
土力学 第5章土的压缩性
固结沉降Sc ：饱和与接近饱和的粘性土在荷载作用下，随着超静孔隙水 压力的消散，土中孔隙水的排出，土骨架产生变形所造成的沉降(固结压 密)。固结沉降速率取决于孔隙水的排出速率。
次固结沉降Ss：主固结过程(超静孔隙水压力消散过程)结束后，在有效 应力不变的情况下，土的骨架仍随时间继续发生变形。这种变形的速率 已与孔隙水排出的速率无关（土的体积变化速率），而是取决于土骨架 本身的蠕变性质。次固结沉降既包括剪应变，也包括体积变化。
缩性如下：
0.1 低压缩性
a12 / MPa 1 中压缩性
0.5 高压缩性
2.土的压缩指数
Cc
log
e1 e2 p2 log
p1
e / log(
p2
/
p1 )
Cc 是 无 量 纲 系 数 ， 同 压
缩系数一样，压缩指数 越大，土的压缩性越高 。虽然压缩系数和压缩 指数都是反映土的压缩 性指标，但两者有所不 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。
② 0.42e0时，土样不受到扰动影响。
e
e0 B
0.42e0
C
推定：
① 确定先期固结压力σp ② 过e0 作水平线与σp作用线交于B。由假定① 知，B点必然位于原状土的初始压缩曲线上；
③ 以0.42e0 在压缩曲线上确定C点，由假定② 知，C点也位于原状土的初始压缩曲线上；
④ 通过B、C两点的直线即为所求的原位压缩曲线 。
第二节 地基的最终沉降量
分层总和法 规范法 考虑不同变形阶段的地基沉降计算方法
可压缩层 不可压缩层
p
t
σz=p
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。
土的压缩试验
公式：Es (1 e1 ) / a
(4)土的回弹再压缩曲线及回弹再压缩模量
(3)试验结果（土的压缩曲线图片）
(4)试验结果（孔隙比）的推导
H0 H H i 0 1 e0 1 ei ei e0 H (1 e0 ) H0
•
•
• 与活塞杆顶面接触，并使测杆缩入7～8mm，以免 • •
土样压缩时测杆脱空。而后目测杠杆是否水平， 如不水平时，可转动平衡锤，使上杠杆达水平位 置。 4、加压 去预加压力，立即加第一级荷载，加砝码时避免 晃动。荷载等级一般为50、100、200、300、 400kPa。在加上第一级荷载的同时，开动秒表分 别在1、2、3、5、10、15、20分钟……记录测微 表读数，直致稳定。两次读数变化不超过0.01mm 时，即认为沉降稳定，再依次逐缓加荷，同样测 定变形量至稳定为止。 5、在最后一级荷重达稳定并读得变形读数后，即 可松开测微表，卸除全部荷重，拆开固结仪，清 除土样。
0.1
a12 / MPa1
0.5
低压缩性
中压缩性
高压缩性
(2)土的压缩指数
e1 e2 Cc e / log( p2 / p1 ) log p2 log p1
(3)土的压缩模量
e1 e2 推导：H H1 1 e1
e ap
ap H H1 1 e1
土的压缩试验
土的压缩试验
一、土的压缩试验原理 二、压缩试验设备 三、压缩试验操作步骤 四、压缩试验注意事项
一、试验原理
地基土在外荷载作用下，水和空气 逐渐被挤出，土颗粒之间进行重组，从 而引起土的压缩变形。压缩试验就是将 天然状态下的原状土样或扰动土样置于 压缩仪器中，在不同荷载和侧限条件下 测定其压缩变形。 试验的加荷方式为应力控制方法， 本试验为杠杆加荷。
土的压缩模量
土的压缩性
5 土的压缩性
主 要 内 容
*
5.1 概述 5.2 固结实验及压缩性指标 5.3 应力历史对压缩性的影响 5.4 土的变形模量 5.5 土的弹性模量
5 土的压缩性
5.1 概述
土的压缩性：压力下体积缩小的性质； 一般压力，粒，空气，水压缩微小，忽略； 压缩过程：孔隙，水体积缩小，骨架重新排列； 饱和土压缩水体积缩小，排出——固结； 计算变形，指标，压缩模量等，实验测定； 固结实验：侧向限制；指标：压缩系数a，压缩模量Es 室内土样侧限固结——K0固结；土的静止侧压力系数 例：天然土固结，大面积荷载下固结； 压缩试验：不考虑时间过程； 三轴试验或无侧限实验：弹性模量E，抗剪指标； 原位试验：测指标，现场载荷试验：地基承载力，变形模量E0 浅层，深层载荷试验： 由于现场实验人力物力，复杂，时间长：其他方法：标贯，动 力触探，静力触探等，但应与载荷试验对比方可采用。
§5.2 固结实验及压缩性指标
5.2.1 固结试验和压缩曲线 压缩： 土在压力作用下，体积缩小的现象。
固结： 饱和土压缩的过程称为固结；土中水体 积缩小的过程，饱和土排水过程；
5.2 固结实验及压缩性指标
5.2.1 固结试验和压缩曲线（侧限条件） 压缩性测试
室内试验 侧限压缩、三轴压缩等
室外试验 载荷试验、旁压试验等
1、土的压缩模量：侧限条件，竖向附加应力/竖向应 变 Es=△p/ε---------（1）。同5.2.1推导
H2/H1=(1+e2)/(1+e1)
（H2-H1）/H1=(1+e2-1-e1)/(1+e1) （H1-H2）/H1=(e1-e2)/(1+e1)
土样压缩前后孔隙比关系
土样压缩前后的孔隙比关系可以通过土的压缩性指标来描述。
土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性，常用压缩系数a、压缩指数Cc和压缩模量Es来表征。
孔隙比是描述土中孔隙体积与土粒体积之比的一个重要指标。
在土样压缩过程中，随着压力的增大，土中的孔隙逐渐被压缩，孔隙体积减小，而土粒体积基本保持不变，因此孔隙比也会相应减小。
具体来说，土样压缩前后的孔隙比关系可以通过以下公式表示：
e1 - e2 = Δe
其中，e1为压缩前的孔隙比，e2为压缩后的孔隙比，Δe为孔隙比的变化量。
需要注意的是，土样压缩过程中的孔隙比变化并不是线性的，而是随着压力的增大逐渐趋于稳定。
因此，在实际工程中，需要根据具体情况选择合适的压缩性指标来描述土的压缩性质，并结合实验数据进行分析和计算。
土的压缩系数和压缩模量计算
土的压缩系数和压缩模量计算 1.2 土的力学性质指标计算第一章1.2.1 土的压缩系数和压缩模量计算1.2 土的力学性质指标计算1,2.1 土的压端系數和压编模量计算第一节一、土的压缩系数计算一、土的坯系数计算压堀系数表示土在单位压力下孔隸比的变化。
適常用压蝠系數来表示土的压缩性，其 值由原状土的压端性试鑒輪定。
上的压缩系数町按下式计算*d 二 100() X ? - ?(L-46)P1 - >i式中i ---- 土的压端系数(MP H -1);1000一单位换算系数；Pl\ ----- 固结压力(kPi)j“、吐 -- 相对应于叶pi 时的孔陳出口由式(1-46)知，压第系数1ft 大” 土的压箱注亦愈大。
但土的压缩系数并不是常数, 而是随压力仞、加的数值的变牝而变化-在评价地基压缩性时，一般取= lOOkPa. 角=200虹抵并将相应的压缩慕数记柞引亦在《建策地基基础设计规范〉(GBJ 7-39) 中按厲“的尢小将地基的压蜡性划分为低、中、冑压第性三类：1.当时，为低压蜡性土：2.当 0.1<a l ^<0-5MPa _W i 为中压SStt 土： 3•当^^>0.5时，为高压缩性土。
【例卜升 工程地基土由室内压缩性试验知，当囲结压力^^lOOkPa 时.孔隙比“ -0.62矢^ = 2(»kP a 时，t a = 0.548,试求土的压第杲数，并评价谨土层的压缩性高低◎(解】根据已知试验数据由式(W6)可求得土的压蜡系数为：1000 xP2 - Pl0.623-0,5451WUX200- LOO= 0.75MPa_1因应计二0・75>乩5"內7,故知谏土层为高压第性土*第二节二、土的压缩模量计算二咚土的压绸模研算工程上还常用室内试脸求压缩模SE ft＞作为土的压缱性指榻。
土的压塘模量可按下式计算* E. = (1-47)**式中E,——土的IE编模量(MPa);“——地基土的天然(自重压力下)扎»Etja—从土的自重应力至土的自輩附加应力段的压SS玉数由式(卜4了)知.虽轴模量写压缩系数相反”压绵模量愈大，土的压缩性億小；反之，压箱模量愈小，上的压箔性愈大。
关于土体的弹性模量
关于土体的弹性模量关于土体的弹性模量、压缩模量与变形模量2013-05-30 15:39:28| 分类：自然科学|举报|字号订阅根据土体学推算的结果，在弹性阶段，E=Eo＝Es（1-2μ^2/(1-μ)）。
但在实际工程中，经常发现有弹性模量大于压缩模量的情况，并有经验说是E=（2~5）·Es，且有试验数据，但是没有理论上的推导，对试验数据也未实际去研究过。
从网络上收集这方面的论述，本篇进行简要总结，并适当修改，今后再逐步去积累这方面的经验。
论述零（关于变形模量和压缩模量的关系，土力学教材）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，常需测量土的侧压力系数ξ和侧膨胀系数μ（泊松比）。
侧压力系数ξ：是指侧向压力δx与竖向压力δz之比值，即：ξ＝δx/δz土的侧膨胀系数μ（泊松比）：是指在侧向自由膨胀条件下受压时，侧向膨胀的应变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），土的侧压力系数可由专门仪器测得，但侧膨胀系数不易直接测定，可根据土的侧压力系数，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＝1-2u*u/(1-u)，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：土的种类及其对应的μ、β值：碎石土0.15～0.20，0.95～0.90砂土0.20～0.25，0.90～0.83粉土0.23～0.31，0.86～0.726粉质粘土0.25～0.35，0.83～0.62粘土0.25～0.40，0.83～0.47注：以上E0与Es之间的关系是理论关系。
土的压缩系数和压缩模量计算
土的压缩系数和压缩模量计算1000 xP2 - Pl0.623-0,545 1WUX 200- LOO土的压缩系数和压缩模量计算1.2 土的力学性质指标计算第一章1.2.1 土的压缩系数和压缩模量计算1.2 土的力学性质指标计算1,2.1 土的压端系數和压编模量计算第一节一、土的压缩系数计算一、土的坯乘数计算压堀系数表示土在单位压力F孔隸比的变化口適常用压蝠系敷来表示土的压缩性，其值由原状土的压端性试耋确定。
上的压歸系数可按下式计算*d 二100() X ? - ? (L-46)P1 ->i式中i ---- 土的压端系数(MP H-1);1000一单位换算系数；Pl\------ 固结压力(kPi)j“、吐-- 相对应于叶p2时的孔陳出口由式(1-46)知，压第系数1ft大” 土的压箱注亦愈大。
但土的压缩系数并不是常数, 而是随压力仞、加的数值的变牝而变化-在评价地基压缩性时，一般取= lOOkPa. 角=200虹抵并将相应的压缩慕数记柞引亦在《建策地基基础设计规范〉(GBJ 7-39) 中按厲“的尢小将地基的压蜡性划分为低、中、冑压第性三类：1.当时，为低压蜡性土：2.当0.1<a l^<0-5MPa_W i为中压SStt土：3•当^^>0.5时，为高压缩性土。
【例卜升工程地基土由室内压缩性试验知，当囲结压力^^lOOkPa时.孔隙比“-0.62矢^ = 2(»kP a时，t a= 0.548,试求土的压第杲数，并评价谨土层的压缩性高低◎(解】根据已知试验数据由式(W6)可求得土的压蜡系数为：= 0.75MPa_1因应计二0・75>乩5"內7,故知谏土层为高压第性土*Eg)第二节 二、土的压缩模量计算二咚土的压绸模研算工程上还常用室内试脸求压缩模SE ft ＞作为土的压缱性指榻。
土的压塘模量可按下 式计算*E. =(1-47)**式中E,——土的IE 编模量(MPa);“——地基土的天然(自重压力下)扎»Etja —从土的自重应力至土的自輩附加应力段的压SS 玉数由式(卜4了)知.虽轴模量写压缩系数相反”压绵模量愈大，土的压缩性億小；反 之，压箱模量愈小，上的压箔性愈大。
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。
土的压缩模量试验方法
土的压缩模量试验方法
土的压缩模量试验方法主要是通过室内侧限压缩试验来获得。
这种试验是在完全侧限条件下进行的，即土样在受到竖直压力的同时，其侧向变形被限制在一个很小的范围内。
压缩模量（Es）的定义是土在完全侧限的条件下，竖向应力增量Δp与相应的变形稳定情况下应变增量Δε的比值。
具体到试验操作，将土样放在厚壁的金属容器中，分级施加竖直压力，并测记加压后不同时间的竖向变形，绘制每级压力作用下竖向变形与时间的关系曲线，然后取每级压力作用下最终的竖向变形值与相应的压力强度绘制关系曲线。
这种方法可以得到多个压缩性指标，包括压缩系数a、压缩指数以及压缩模量，从而判断土的压缩性。