第五章土压缩性

e0
曲线B
e
p
p
根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标
压缩系数
压缩模量Es 体积压缩系数mv
第五章土压缩性
2.2、e-lgp曲线
根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e， 绘制e-lgp半对数曲线，为e-lgp压缩曲线
p1 e
e
1
pe
22
Cc
p
e
3
3
根据压缩曲线可以得到压缩指数Cc等压缩性指标
lgp
厘米，试样连同环刀一起装入 护环内，上下有透水石以便试 样在压力作用下排水。
在进水石顶部放一加压上盖， 所加压力通过加压支架作用在 上盖，同时安装一只百分表用 来量测试样的压缩。
土样
环刀
由于试样不可能产生侧向变形 而只有竖向压缩。于是，我们 把这种条件下的压缩试验称为 单向压缩试验或侧限压缩试验。
第五章土压缩性
3 土的压缩系数和压缩指数
3.1压缩系数a
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
压缩系数：用“单位压力增量所 引起的孔隙比的改变”表示。即：
第五章 土的压缩性
第五章土压缩性
主要内容:
➢荷载作用下土体的压缩性; ➢土的压缩试验和固结试验; ➢土的压缩性指标及获得方法; ➢ 应力历史对压缩性的影响。
重点：
土的压缩性和压缩性指标的确定; 几个经典试验过程及试验数据的整理。
第五章土压缩性
§5.1概述 §5.2固结试验及压缩性指标 §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
标准贯入试验、圆锥动力触探试验、静力触探试验等。
第五章土压缩性
土的压缩性——土体在压力的作用下体积缩小 的特性
压缩性测试
室内试验
侧限压缩 三轴压缩 荷载试验
室外试验
旁压试验
其它试验
第五章土压缩性
§5.2固结试验及压缩性指标
1、固结试验和压缩曲线
研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称 固结试验（又称压缩试验）
的
筑工程来说没有意义的；
原
2.土中液相水的压缩，在一般建筑工程荷载
因
（100-600）Kpa作用下，很小，可不计；
3.土中孔隙的压缩，土中水与气体受压后从孔隙中
挤出，使土的孔隙减小。
第五章土压缩性
3 压缩量的组成及固结
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 土中空气的压缩（封闭气体少） 空气的排（挤）出 水的排（挤）出
室内土样在侧限条件下完成的固结常称为 K0固结，天然土层在自重应力下或在大面积 荷载作用下所完成的固结均为K0固结。
固结试验的成果是压缩曲线，即土的孔隙 比与所受压力的关系曲线。
第五章土压缩性
1.1室内试验设备及试验过程介绍
三联固结仪 第五章土压缩性
固结仪
第五章土压缩性
荷载
加压活塞
透水石
用环刀切取扁圆柱体，一般高2 刚性护环
2 产生压缩的原因
外因：
1.建筑物荷载作用，这是普遍存在的因素；
地
2.地下水位大幅度下降，相当于施加大面积荷载；
基 土
3.施工影响，基槽持力层土的结构扰动； 4.振动影响，产生震沉； 5.温度变化影响，如冬季冰冻，春季融化；
产
6.浸水下沉，如黄土湿陷，填土下沉。
生
压 缩
内因：
1.固相矿物本身压缩，极小，物理学上有意义，对建
占总压缩量的1/400不到，忽略不计 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
透水性差，水不易排出
粘性土
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，也称为土的压密。 对研究粘性土是有意义的，无粘性土意义不大。
e
1
pe
22
p
e
3
3
根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e， p 绘制e-p曲线，为压缩曲线
第五章土压缩性
e 曲线A
曲线B e0
e
根据e-p曲线可以
确定土压缩系数、
压缩模量等压缩
ห้องสมุดไป่ตู้
p
p
性指标。
压缩性不同的土 曲线形状不同 曲线愈陡，土的压缩性愈高 曲线A压缩性＞曲线B压缩性
第五章土压缩性
e 曲线A
第五章土压缩性
§5.1概述
1、土的压缩性土体在压力的作用下体积缩小的特性。
土具有压缩性 荷载作用 地基发生沉降
荷载大小 土的压缩特性
一致沉降 差异沉降 （沉降量） （沉降差）
建筑物上部结构产生附加应力
地基厚度
土的特点 （碎散、三相）
沉降具有时间效应－沉降速率 影响结构物的安全和正常使用
第五章土压缩性
H0 H0/(1+e0)
土样在压缩前后变形量为ΔHi，整个过程中土粒体积和面积不变
H0 Hi 1 e0 1 ei
或
Hi eo ei H0 1 e0
ei e0 HH0i (1e0)
第五章土压缩性
2试验结果整理—压缩曲线
压缩曲线
压缩曲线可按两种方式绘制：
第五章土压缩性
2.1、e-p曲线
p1 e
透水石
底座
固结仪示意图
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，第不五章产土生压缩侧性 向变形
1. 2试验结果（孔隙比）的推导、分析
研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律
Vv＝e0
ΔHi
p Vv＝e
土粒的体 积和横截
面不变
Hi
Vs＝1
Vs＝1
H0 - Hi＝ΔHi
Hi/(1+e)
第五章土压缩性
4 试验方法简介
4.2、原位测试（室外试验）
（1）现场（静）载荷试验（深层平板载荷试验、旁压试验） 测定压缩性指标：测定地基承载力、土的变形模量Eo、利用沉降与压力
的关系，反算土的变形模量。 特点：一般浅层平板载荷试验可以模拟在半空间地基表面上作用着局部
的均布荷载。设备笨重、操作繁杂、时间较长、费用较大。 （2）其它试验方法
第五章土压缩性
4 试验方法简介
4.1、室内试验
（1）固结试验（压缩试验）： 定义：研究土的压缩性大小及其特征（不考虑时间）的室内试验方法 特点：土处于侧限应力状态，又称Ko固结，（Ko为土的静止侧压力系数
）；操作简单、实用。 测定压缩性指标：压缩系数α、压缩模量Es等压缩性指标。
（2）三轴压缩试验或无侧限抗压试验 测定压缩性指标：弹性模量E、抗剪强度指标。
试验仪器—固结仪
试验的直接成果—压缩曲线， 是土的孔隙比与所受压力 的关系曲线。
试验数据的整理结果—得到 土的压缩性指标。
室内试验测定土的压缩性指标，常用不允 许土样产生侧向变形，即侧限条件的固结试 验，非饱和土只用于压缩，亦称压缩试验。
土的固结试验可以测定土的压缩系数a、压 缩模量Es等压缩性指标。