土力学4土的压缩性和地基沉降计算
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《土力学》 第四章土的压缩性
第四章土的压缩性与地基沉降计算
Soil compressibility and calculation of foundation deformation
学习基本要求
内 容
学时A（36学时制）
学时B（54学时制）
室内压缩试验与压缩性指标
1.5
1.5
现场载荷试验与指标
0.5
0.5
第四章土的压缩性与地基沉降计算
学习目标
单击此处添加文本具体内容，简明扼要的阐述您的观点。根据需要可酌情增减文字，以便观者准确的理解您传达的思想。
学习基本要求
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参考学习进度
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轴向应变
主应力差
室内三轴试验
§4土的压缩性与地基沉降计算
§4.2 一维压缩性及其指标
一、e – p 曲线
0
100
200
300
400
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
压缩系数，kPa-1，MPa-1
1
e0
侧限压缩模量,kPa ,MPa 侧限变形模量
固体颗粒
孔隙
体积压缩系数， kPa-1 ，MPa-1
P(kPa)
Kiss
第四章土的压缩性与地基沉降计算
Soil compressibility and calculation of foundation deformation 由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触
第四章土的压缩性与地基沉降计算
Soil compressibility and calculation of foundation deformation
学习基本要求
内 容
学时A（36学时制）
学时B（54学时制）
室内压缩试验与压缩性指标
1.5
1.5
现场载荷试验与指标
0.5
0.5
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轴向应变
主应力差
室内三轴试验
§4土的压缩性与地基沉降计算
§4.2 一维压缩性及其指标
一、e – p 曲线
0
100
200
300
400
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
压缩系数，kPa-1，MPa-1
1
e0
侧限压缩模量,kPa ,MPa 侧限变形模量
固体颗粒
孔隙
体积压缩系数， kPa-1 ，MPa-1
P(kPa)
Kiss
第四章土的压缩性与地基沉降计算
Soil compressibility and calculation of foundation deformation 由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触
第四章土的压缩性与地基沉降计算
土力学第四章土的变形性质及地基沉降计算【优秀完整版】可编辑全文
s
VV1e0
Vs 1
压缩前
VV2 e
Vs 1
压缩后
H0 Hi H0si 1e0 1ei 1ei
si
e0 ei 1 e0
H0
ei
e0
si H0
1e0
e0
ds10w1
压力p与相应的稳定孔隙比的关系曲线称为压缩曲线。
a图：压力与加荷历时 关系。
b图：各级压力下，试 样孔隙比随时间的变化 过程。
(1) 压缩系数
P1——一般指地基某深度处土中竖向自重应力； P2——地基某深度处自重应力与附加应力之和； e1——相应于p1作用下压缩稳定后土的孔隙比； e2——相应于p2作用下压缩稳定后土的孔隙比；
ataα nΔee1e2 Δp p2p1
用单位压力增量 所引起的孔隙比的改 变，即压缩曲线的割 线坡度表征土的压缩 性的高低。
原始压缩曲线是由直线或折线组成，通过Cc或Ce两个压缩性指标即可计算，使用方便。
分层总和法计算地基的最终沉降量
1 Mpa-1
属低压缩性土。
1、土的压缩性：地基土在压力作用下体积减小的特性。
由e~p或e~lgp曲线求得
土体在无侧向变形条件下，竖直应力与竖向应变之比。
该式称为一维固结微分方程，
OCR>1 超固结状态
在整个固结过程中，土的渗透系数、压缩系数视为常数。
土层的平均固结度是时间因数Tv的单值函数，它与所加的附加应力的大小无关，但与土层中附加应力的分布形态有关。
分层总和法计算地基的最终沉降量
我国《建筑地基基础设计规范》规定
变形模量与压缩模量之间的关系
压缩模量Es：土在完全侧限条件下，竖向正应力与相应 的变形稳定情况下的竖向应变的比值。
土的压缩性
WangXun
土的压缩性和地基沉降计算
土力学
第二节 研究土压缩性的试验及指标
一、室内侧限压缩试验及压缩模量
室内侧限压缩试验亦称固结试验。试验装置：压缩仪 压缩仪示意图： 荷载 加压活塞 刚性护环
透水石
环刀
土样
环刀内径通常有6.18cm和 8cm两种，截面积为30cm2 和50cm2，高度为2cm；
土的回弹-再压缩曲线
WangXun
土的压缩性和地基沉降计算
土力学 卸载段和再压缩段的平均斜率称为回弹指数或再压缩指 数Cs。 Cs=(0.1～0.2)Cc
土的压缩性减小 土体如果承受到比现在大的压 力，其压缩性将降低，也就是 说土的应力历史对压缩性有很 大影响
回弹指数
软土地基加固：堆载
WangXun
WangXun
土的压缩性和地基沉降计算
土力学
在e-lg p曲线可以得到两个压缩性指标： 压缩指数Cc 回弹指数Ce （1）压缩指数Cc
将e-lg p曲线直线段的斜率 用Cc来表示，称为压缩指数， 它是无量纲量：
压缩指数Cc与压缩系数α不同，它在压力较大时为常数， 不随压力变化而变化。 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。
WangXun
土的压缩性和地基沉降计算
土力学
6 4 2 3 5
0
α
(kPa)
1
1－载荷板 2－千斤顶 3－百分表 4－平台 5－枕木 6－堆重
s(mm)
地基土现场载荷试验p-s曲线
地基土现场载荷试验
WangXun
土的压缩性和地基沉降计算
土力学
2. 地基变形模量 在p-s曲线中，当荷载p小于某数值时，荷载p与载荷 板沉降之间基本呈直线关系。在这段直线关系内，可根 据弹性理论计算沉降的公式反求地基的变形模量E0： pb(1 2 ) E0
土的压缩性和地基沉降计算
土力学
第二节 研究土压缩性的试验及指标
一、室内侧限压缩试验及压缩模量
室内侧限压缩试验亦称固结试验。试验装置：压缩仪 压缩仪示意图： 荷载 加压活塞 刚性护环
透水石
环刀
土样
环刀内径通常有6.18cm和 8cm两种，截面积为30cm2 和50cm2，高度为2cm；
土的回弹-再压缩曲线
WangXun
土的压缩性和地基沉降计算
土力学 卸载段和再压缩段的平均斜率称为回弹指数或再压缩指 数Cs。 Cs=(0.1～0.2)Cc
土的压缩性减小 土体如果承受到比现在大的压 力，其压缩性将降低，也就是 说土的应力历史对压缩性有很 大影响
回弹指数
软土地基加固：堆载
WangXun
WangXun
土的压缩性和地基沉降计算
土力学
在e-lg p曲线可以得到两个压缩性指标： 压缩指数Cc 回弹指数Ce （1）压缩指数Cc
将e-lg p曲线直线段的斜率 用Cc来表示，称为压缩指数， 它是无量纲量：
压缩指数Cc与压缩系数α不同，它在压力较大时为常数， 不随压力变化而变化。 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。
WangXun
土的压缩性和地基沉降计算
土力学
6 4 2 3 5
0
α
(kPa)
1
1－载荷板 2－千斤顶 3－百分表 4－平台 5－枕木 6－堆重
s(mm)
地基土现场载荷试验p-s曲线
地基土现场载荷试验
WangXun
土的压缩性和地基沉降计算
土力学
2. 地基变形模量 在p-s曲线中，当荷载p小于某数值时，荷载p与载荷 板沉降之间基本呈直线关系。在这段直线关系内，可根 据弹性理论计算沉降的公式反求地基的变形模量E0： pb(1 2 ) E0
土力学土的压缩性和地基沉降计算课件
• 土的压缩性概述 • 土的压缩性原理 • 地基沉降计算方法 • 地基沉降案例分析 • 地基沉降控制措施
土压缩性的定义 01 02
土压缩性的重要性
01
02
地基沉降
地下工程
03 水利工程
土压缩性的影响因素
含水量
颗粒组成
孔隙比
压力
含水量越高，土的压缩 性越大。
颗粒越细，土的压缩性 越大。
孔隙比越大，土的压缩 性越大。
压力越大，土的压缩性 越大。
土的孔隙与孔隙水压力
土是由固体颗粒、水和空气组成的复杂体系，其中孔隙是土中未被固体颗粒占据的 空间，孔隙水压力是孔隙中的水受到的压力。
土的压缩性是指土在压力作用下体积减小的性质，这一过程伴随着孔隙水压力的变化。
孔隙水压力的变化会影响土的压缩性，例如在排水条件下，孔隙水压力减小，土的 压缩性增强。
详细描述
水库大坝的地基沉降分析需要考虑大坝的重量、地基土的物理性质、地下水位等 因素。通过精确的计算和分析，可以预测大坝的沉降量，并采取相应的措施进行 控制，确保大坝的安全和稳定运行。
地基处理方法
01
02
03
04
换填法
预压法
强夯法
桩基法
施工监控与检测
沉降观测
。
土压力监测
地下水位监测 质量检测
预防与应急措施
制定应急预案
储备应急物资
加强巡查 与专业机构合作
土的压缩性指标
土的压缩性可以通过压缩试验进行测定，常用的压缩性指标包括压缩系 数、压缩模量、泊松比等。
压缩系数是描述土压缩性随压力变化的关系曲线，该曲线呈非线性；压 缩模量是在一定压力范围内，土的应力与应变之比；泊松比是横向应变
土压缩性的定义 01 02
土压缩性的重要性
01
02
地基沉降
地下工程
03 水利工程
土压缩性的影响因素
含水量
颗粒组成
孔隙比
压力
含水量越高，土的压缩 性越大。
颗粒越细，土的压缩性 越大。
孔隙比越大，土的压缩 性越大。
压力越大，土的压缩性 越大。
土的孔隙与孔隙水压力
土是由固体颗粒、水和空气组成的复杂体系，其中孔隙是土中未被固体颗粒占据的 空间，孔隙水压力是孔隙中的水受到的压力。
土的压缩性是指土在压力作用下体积减小的性质，这一过程伴随着孔隙水压力的变化。
孔隙水压力的变化会影响土的压缩性，例如在排水条件下，孔隙水压力减小，土的 压缩性增强。
详细描述
水库大坝的地基沉降分析需要考虑大坝的重量、地基土的物理性质、地下水位等 因素。通过精确的计算和分析，可以预测大坝的沉降量，并采取相应的措施进行 控制，确保大坝的安全和稳定运行。
地基处理方法
01
02
03
04
换填法
预压法
强夯法
桩基法
施工监控与检测
沉降观测
。
土压力监测
地下水位监测 质量检测
预防与应急措施
制定应急预案
储备应急物资
加强巡查 与专业机构合作
土的压缩性指标
土的压缩性可以通过压缩试验进行测定，常用的压缩性指标包括压缩系 数、压缩模量、泊松比等。
压缩系数是描述土压缩性随压力变化的关系曲线，该曲线呈非线性；压 缩模量是在一定压力范围内，土的应力与应变之比；泊松比是横向应变
土力学土的压缩性与地基沉降计算
§3.1.2 土的应力与应变关系
1、土体中的应力
⑷主应力——凡剪应力τ ＝0的平面上的法向应力σ ，称为主 应力，此平面称为主应面。σ cz为大主应力，σ cx=σ cy为小主应力 。 ⑸摩尔圆
在τ －σ 的直角坐标系 中，在横坐标上点出最大 主应力σ 1与最小主应力σ 3 ，再以σ 1－σ 3为直径作圆 ，此圆称为摩尔应力圆。 微元体中任意斜截面上的 法向应力σ 与剪应力τ ， 可用此摩尔圆来表示。见 “4.2 土的极限平衡条件 ”土。力学
§§333.3.3土.2的侧压限侧缩条限性件与压下地缩基土性沉的指降压计标缩算性
2、压缩指数Cc
随着高层建筑的兴建和重型设备的发展，常规侧限压缩仪的压 力范围太小，可采用高压固结仪，最高压力可达3200Kpa。
高压固结仪的试验原理与试验方法同常规固结仪，试样面积由 50mm2改为30mm2,加压杠杆比由1:10提高为1:12。
土力学
§33.1土的土压的缩变性形与特地基性沉降计算
§3.1.2 土的应力与应变关系
1、土体中的应力
⑶水平土层中的自重应力——设地面为无限广阔的水平面，土 层均匀，土的天然重度为γ 。在深度为Z处取一微元体dxdydz，则 作用在此微元体上的竖向自重应力σ cz(如图3.2所示)为：
σ cz=γ z(kPa） (3.1)
0.1≤а 1－2<0.5Mpa-1 时， 属中压缩性土；
а 1－2≥0.5Mpa—1时， 属高压缩性土。
各类地基土压缩性的高低，取决于土的类别、原始密度和天然
结构是否扰动等因素。
例如：密实的粗砂、卵石的压缩性比粘性土为低。粘性土的压 缩性高低可能相差很大：当土的含水量高、孔隙比大时，如淤泥为 高压缩性土；若含水量低的硬塑或坚硬的土，则为低压缩性土。此 外，粘性土的天然结构受扰动后，它的压缩性将增高，特别对于高 灵敏度的粘土，天然结构遭到破坏时，影响压缩性更甚，同时其强 度土也力剧学烈下降。见图3.9
1、土体中的应力
⑷主应力——凡剪应力τ ＝0的平面上的法向应力σ ，称为主 应力，此平面称为主应面。σ cz为大主应力，σ cx=σ cy为小主应力 。 ⑸摩尔圆
在τ －σ 的直角坐标系 中，在横坐标上点出最大 主应力σ 1与最小主应力σ 3 ，再以σ 1－σ 3为直径作圆 ，此圆称为摩尔应力圆。 微元体中任意斜截面上的 法向应力σ 与剪应力τ ， 可用此摩尔圆来表示。见 “4.2 土的极限平衡条件 ”土。力学
§§333.3.3土.2的侧压限侧缩条限性件与压下地缩基土性沉的指降压计标缩算性
2、压缩指数Cc
随着高层建筑的兴建和重型设备的发展，常规侧限压缩仪的压 力范围太小，可采用高压固结仪，最高压力可达3200Kpa。
高压固结仪的试验原理与试验方法同常规固结仪，试样面积由 50mm2改为30mm2,加压杠杆比由1:10提高为1:12。
土力学
§33.1土的土压的缩变性形与特地基性沉降计算
§3.1.2 土的应力与应变关系
1、土体中的应力
⑶水平土层中的自重应力——设地面为无限广阔的水平面，土 层均匀，土的天然重度为γ 。在深度为Z处取一微元体dxdydz，则 作用在此微元体上的竖向自重应力σ cz(如图3.2所示)为：
σ cz=γ z(kPa） (3.1)
0.1≤а 1－2<0.5Mpa-1 时， 属中压缩性土；
а 1－2≥0.5Mpa—1时， 属高压缩性土。
各类地基土压缩性的高低，取决于土的类别、原始密度和天然
结构是否扰动等因素。
例如：密实的粗砂、卵石的压缩性比粘性土为低。粘性土的压 缩性高低可能相差很大：当土的含水量高、孔隙比大时，如淤泥为 高压缩性土；若含水量低的硬塑或坚硬的土，则为低压缩性土。此 外，粘性土的天然结构受扰动后，它的压缩性将增高，特别对于高 灵敏度的粘土，天然结构遭到破坏时，影响压缩性更甚，同时其强 度土也力剧学烈下降。见图3.9
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。
第4章-土的压缩性
e1
0.9
e2
0.8
0.7
e
p
高压缩性土 中压缩性土
0.6
p1 p2 e-p曲线
p(kPa )
低压缩性土
§4.2 土的压缩特性
三、土的压缩性指标
（三）压缩指数与回弹再压缩指数 e
1.0 0.9 0.8
1
Cc
在较高的压力范围内， e-lgp曲线近似地为一直线，可 用直线的坡度——压缩指数Cc 来表示土的压缩性高低，即
z
z
z
2 2 z 2 2 E 1 Es 1 z 1 1
无侧向变形条件下二者的理论关系式，用于由Es 求E ，Es恒小于E
§4.2 土的压缩特性
三、土的压缩性指标
土体在侧限条件下孔隙比减 少量与有效压应力增量的比 值（MPa-1）。
§4.4 地基沉降计算的e-p曲线法
一、分层总和法简介
h0
t0
附加应力: z=p 附加有效应力: z=0
0t
附加应力:σz=p 附加有效应力:σz>0
t
附加应力:σz=p 超静孔压: u =0
超静孔隙水压力: u=z=p 超静孔压: u <p
u+ Z'=p
u+ Z'=p
附加有效应力:σz=p
u+ Z'=p
§4.2 土的压缩特性
压缩系数av：
av
e1 e 2 p 2 p1
av mV = 体积压缩系数mv： 1 e1 土在侧限条件下的竖向应变 与应力之比。
e1 e2 Cc 压缩指数Cc： lg p2 lg p1 土体在侧限条件下孔隙比减 少量与有效压应力常用对数 值增量的比值。
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《规范》用p1＝100kPa、 p2＝200kPa 对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性
a1-2＜0.1MPa-1低压缩性土
0.1MPa-1≤a1-2＜0.5MPa-1中压缩性土
a1-2≥0.5MPa-1高压缩性土
2.压缩指数Cc
Cc
lg
e1 e2 p2 lg
p1
e1 e2
lg
p2 p1
∞
∞ 土层竖向应力由p1增加到p2，
引起孔隙比从e1减小到e2，
s
竖向应力增量为△p
可压缩土层
H1
H0
s
由于
H0
H1
e1 e2 1 e1
H1
a e＝ e1 e2 p p2 p1
所以
s
a 1 e1
( p2
p1 ) H1
p Es
H1
3.单向压缩分层总和法
分别计算基础中心点下地基中各个分
同压缩系数a一样，压缩指数也能用来确定土的压缩性 大小。Cc值愈大，土的压缩性愈高。
Cc＜0.2 低压缩性土
0.2≤Cc≤0.4 中压缩性土
Cc>0.4 高压缩性土
虽然压缩系数和压缩指数都是反映土的压缩性的指标， 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是常数。
为了研究土的卸载回弹和再压缩的特性，可以进行卸荷 和再加荷的固结试验。
3.压缩模量Es
土在侧限条件下竖向附加应力与相应的应变增量的比值， 或称为侧限压缩模量
Es
z z
p2 p1 H
H1
1 e1 a
说明：土的压缩模量Es与土的的压缩系数a成反比， Es愈大， a愈小，土的压缩性愈低
Es＜4MPa 高压缩性土
H 0 H i H 0 si 1 e0 1 ei 1 ei
整理
si
e0 ei 1 e0
பைடு நூலகம்
H0
整理
ei
e0
s H0
(1 e0 )
其中
e0＝
d
s
(1
w0
)
w
1
根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比ei，绘制 e-p曲线，为压缩曲线
e e0
曲线A
曲线B
曲线A压缩性＞曲线B压缩性
e
p
p
e-p曲线
地基沉降计算深度的下限，一般取在地基附加应力等于自 重应力的20%处，如在该深度以下有高压缩性土层，则计 算深度下限取在一般取在地基附加应力等于自重应力的 10%处。
2.单一压缩土层的沉降计算
在一定均匀厚度土层上施加连续均布荷载，竖向应
力增加，孔隙比相应减小，土层产生压缩变形，没有
侧向变形。
△p
在压力作用下，地基土不产生侧向变形，可采用侧限 条件下的压缩性指标
地基土的压缩性随着深度的增大而降低，局部荷载引起 的附加应力又随深度的增大而减少，所以超过一定深度的土， 其变形对沉降量的贡献小到可忽略不计。沉降时应考虑其土 体变形的深度范围内的土层称为地基压缩层，该深度称为地 基沉降计算深度。
层量土s等的于压△s缩i的变总形和量△si,基础的平均沉降
i第i层土的
压缩应变
n
n
s si i H i
i 1
i 1
i土的压缩应变
i
e1i e2i 1 e1i
ai ( p2i p1i ) 1 e1i
i
Esi
e1i———由第i层的自重应力均值从土的压缩曲线上 得到的相应孔隙比
e2i———由第i层的自重应力均值与附加应力均值之 和从土的压缩曲线上得到的相应孔隙比
压缩量主要组成部分
说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果
无粘性土
透水性好，水易于排出
压缩稳定很快完成
粘性土 透水性差，水不易排出 压缩稳定需要很长一段时间
土的固结：土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程
一、压缩试验
研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦 称压缩试验
三联固结仪
1.压缩仪示意图
1.压缩系数a
土体在侧限条件下孔隙比减少量
利用单位压力增量所引 起得孔隙比改变表征土的
与竖向压应力增量的比值
压缩性高低
e e0
e1 △e M1
e2
△p
斜 率a e＝ e1 e2 p p2 p1
M2
a de dp
在压缩曲线中，实际 采用割线斜率表示土的 压缩性
p1e-p曲线p2
p
a e＝ e1 e2 p p2 p1
e-lgp曲线
土的固结试验的结果也可以 绘在半对数坐标上，即坐标横 轴p用对数 坐标，在较高的压 力范围内，e-lgp曲线近似地 为一直线。
二、压缩性指标
压缩性不同的土，曲线形状不同，曲线愈陡，说明在 相同压力增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压 缩性愈高
根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标 1.压缩系数a 2.压缩指数Cc 3.压缩模量Es
4 土的变形性质及地基沉降计算
§4.1 土的压缩性 §4.2 地基最终沉降量计算 §4.3 应力历史对地基沉降的影响 §4.4 地基变形与时间的关系
4.1 土的压缩性
土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性
压缩量的组成 固体颗粒的压缩 土中水的压缩 空气和水的排出
占总压缩量的1/400不到， 忽略不计
4.单向压缩分层总和法计算步骤
1.分层。将基底以下土分为若干薄层； 2.计算各层自重应力和附加应力，并绘制分布曲线； 3.确定地基沉降计算深度； 4.计算各分层的平均自重应力和平均附加应力 5.计算各分层沉降量 6.计算基础最终沉降量
4MPa≤ Es≤ 15MPa 中压缩性土
Es >15MPa 低压缩性土
三、土的载荷试验及变形模量
1.载荷试验
静载荷试验是通过承压板，对地基土分级施加压力p和 测试压板的沉降s，便可得到压力和沉降关系曲线。
试验装置一般由加荷稳压装置、反力装置及观测装置组 成。
3.变形模量E0
土在无侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值。
荷载
加压活塞
透水石
刚性护环
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
透水石
底座
2.e-p曲线
研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律
p
s
土样在压缩前后变
形量为s，整个过
Hi
程中土粒体积和底
Vs
Vs
面积不变
Hi/(1+e)
H0 H0/(1+e0)
由弹性力学公式
E0 1 2
p1b s1
变形模量与压缩 模量之间关系
其中
E0 Es
＝1－12－2
土的泊松比，一 般0～0.5之间
4.2 地基最终沉降量计算
地基最终沉降量地基变形稳定后基础底面的沉降量
一、分层总和法
1.基本假设
地基是均质、各向同性的半无限线性变形体，可按弹 性理论计算土中应力