土力学与地基基础04土的压缩性与地基沉降计算
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(c)土的回弹再压缩曲线及回弹再压缩模量
在室内固结试验中连 续递增加压，得到常规的 压缩曲线，如果加压到某 一值后不再加压，而是逐 级进行卸载直至零，并且 测得各级卸载下的土样高 度，换算成孔隙比，即可 绘出卸载阶段的关系曲线， 如右图，bc为回弹曲线。
若接着重新逐级加压， 测得土样的孔隙比，相应 的可绘出再压缩曲线
Hi e0 ei H 0 1 e0
H ei e0 H 0 (1 e0 )
e。 。(1。。) 1
4.2 土的压缩性试验及指标
(5)土的压缩性指标
(a)土的压缩系数
由固结试验可绘制出e-p 曲线（如图4.4）
曲线的斜率可以反映出 土的压缩性的大小，当压力 变化范围不大时，可将曲线 M1M2用割线来代替，用割 线的斜率来表示土在这一段 压力范围内的压缩性。
土的压缩性高低，常用压缩性指标定量表示。压缩性指标，通常 由工程地质勘察取天然结构的原状土样，进行室内侧限压缩试验 测定。
(1)试验仪器
4.2 土的压缩性试验及指标
一、室内侧限压缩试验及压缩模量
(2)试验方法
室内侧限压缩试验亦称固结试验，主要用于饱和土。 试验时用环刀切取钻探取得的保持天然结构的原状土样，由于地基沉降 主要与土竖直方向的压缩性有关，且土石各向异性的，切土方向还应 与天然状态时的垂直方向一致。 常规压缩试验的加荷等级p为：50、100、200、300、400kPa. 慢速压缩试验法（每级荷载要求恒压24h或当在1h内的压缩量不超过 0.005mm)。实际工程采用快速压缩试验法（不要求达到变形稳定， 每级荷载只恒压1-2h,只在最后一级荷载下才压缩至24h）。
回弹指数（再压缩指数）Ce：卸载段和再压缩段的平均斜率。
一般粘性土Ce≈（0.1～0.2）Cc.
4.2 土的压缩性试验及指标
(e)土的压缩指数Cc
由固结试验可绘制出 e-logp 曲 线 （ 如 图 4.5 ）
e-logp曲线直线段的斜
率用Cc表示，称为压
缩指数
Cc
log
e1 e2 p2 log
图4-7 卡萨格兰德经验作图法确 定前期固结压力pc
4.2 土的压缩性试验及指标
(f)前期固结压力
通过测定的前期固结压力pc和土层自重应力p0状态的比较，将天然 土层划分为以下三种，并用去判断超固结比 OCR=pc/p0去判断.
1.正常固结土：自重应力p0=pc,土自重应力就是该土层历史上受过 的最大有效应力。超固结比OCR=pc/p0=1.
4.2 土的压缩性试验及指标
一、室内侧限压缩试验及压缩模量 (3)试验结果
4.2 土的压缩性试验及指标
一、室内侧限压缩试验及压缩模量
(4)试验结果（孔隙比）的推导
e0
Vv Vs
AH 0 Vs Vs
Vs
AH 0 1 e0
H i H 0 H i
Vsi
A( H 0 H i ) 1 ei
H0 H0 Hi 1 e0 1 ei
4.2 土的压缩性试验及指标
(d)室内压缩试验e-lgp曲线及有关指标
在压力较大部分，e-lgp关系接近直线，这是该方法区别于e-p曲 线的独特优点。它通常用来整理有特殊要求的试验。试验时以较小 的压力开始，采用小增量多级加荷，并加到较大的荷载为止，一般 为12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa.
a de / dp
a tan e e1 e2
p p2 p1
4.2 土的压缩性试验及指标
(a)土的压缩系数 一般采用压力段由p1=100kPa 增加到p2=200kPa
时的压缩系数a1-2来评定土的压缩性如下：
0.1
a12 / MPa1
0.5
低压缩性
中压缩性
高压缩性
4.2 土的压缩性试验及指标
基底地基土主要由于压缩而引起的竖直方向位移称为沉降。
研究建筑物地基沉降包括：1.绝对沉降量的大小（最终沉降）;
2.沉降与时间的关系。
4.2 土的压缩性试验及指标
一、室内侧限压缩试验及压缩模量 二、现场载荷试验及变形模量 三、弹性模量及试验测定 四、关于三种模量的讨论
4.2 土的压缩性试验及指标
一、室内侧限压缩试验及压缩模量
(b)土的压缩模量Es
由e-p曲线得到的侧限压缩指标-侧限压缩模量，简称压缩模量。 定义为在完全侧限的条件下竖向应力增量与相应的应变增量的比值。
推导： H
e1 e2 1 e1
H1
e ap
H
ap 1 e1
H1
公式：Es (1 e1) / a
Es
p H / H1
1 e1 a
4.2 土的压缩性试验及指标
4.1 概述
地基土内各点除了承受自重应力外还要承受附加应力。地基将会产生体 积变形和形状变形。
土在外力作用下体积缩小的特性即为土的压缩性。
土的压缩性特点：
1.土的压缩主要由孔隙体积减少引起。饱和土可不予考虑。但土中水具 有流动性，在外力作用下会沿土中孔隙排出，从而引起土体积减少而发生 压缩。
2.孔隙水的排出对于饱和粘性土需要时间。土的压缩随时间增长的过程 称为土的固结。
2.超固结土： p0<pc.该土层历史上受过的最大有效压力大于自重应 力。如覆盖的土层由于被剥蚀等原因，使得原来长期存在于土层 中的竖向有效压力减少了，则OCR>1.
3.欠固结土： p0>pc.该土层在自重作用下的固结尚未完成。如新近 沉积粘土、人工填土等。由于沉积时间短，其OCR<1.
某些结构强的土，其室内e-lgp曲线也会有曲率突变B点,但不是由 于前期固结压力所致，而是结构强度的一种反应，这时B点代表 土的结构强度。
p1
e / log( p2
/Βιβλιοθήκη Baidu
p1 )
4.2 土的压缩性试验及指标
(f)前期固结压力
在 图 4-7 的 e-lgp 曲 线 上 ， 对应于曲线段过渡到直线段的 某拐点的压力值是土层历史上 所曾经承受过的最大固结压力， 也就是土体在固结过程中所受 到的最大有效应力，称为前期 固结压力pc。它是了解土层应 力历史的重要指标。
4 土的压缩性与地基沉降计算
Compressibility of soil and settlement calculation of the basement
4 土的压缩性与地基沉降计算
4.1 概述 4.2 土的压缩性试验及指标 4.3 地基沉降实用计算方法 4.4 饱和粘性土地基沉降与时间的关系
在室内固结试验中连 续递增加压，得到常规的 压缩曲线，如果加压到某 一值后不再加压，而是逐 级进行卸载直至零，并且 测得各级卸载下的土样高 度，换算成孔隙比，即可 绘出卸载阶段的关系曲线， 如右图，bc为回弹曲线。
若接着重新逐级加压， 测得土样的孔隙比，相应 的可绘出再压缩曲线
Hi e0 ei H 0 1 e0
H ei e0 H 0 (1 e0 )
e。 。(1。。) 1
4.2 土的压缩性试验及指标
(5)土的压缩性指标
(a)土的压缩系数
由固结试验可绘制出e-p 曲线（如图4.4）
曲线的斜率可以反映出 土的压缩性的大小，当压力 变化范围不大时，可将曲线 M1M2用割线来代替，用割 线的斜率来表示土在这一段 压力范围内的压缩性。
土的压缩性高低，常用压缩性指标定量表示。压缩性指标，通常 由工程地质勘察取天然结构的原状土样，进行室内侧限压缩试验 测定。
(1)试验仪器
4.2 土的压缩性试验及指标
一、室内侧限压缩试验及压缩模量
(2)试验方法
室内侧限压缩试验亦称固结试验，主要用于饱和土。 试验时用环刀切取钻探取得的保持天然结构的原状土样，由于地基沉降 主要与土竖直方向的压缩性有关，且土石各向异性的，切土方向还应 与天然状态时的垂直方向一致。 常规压缩试验的加荷等级p为：50、100、200、300、400kPa. 慢速压缩试验法（每级荷载要求恒压24h或当在1h内的压缩量不超过 0.005mm)。实际工程采用快速压缩试验法（不要求达到变形稳定， 每级荷载只恒压1-2h,只在最后一级荷载下才压缩至24h）。
回弹指数（再压缩指数）Ce：卸载段和再压缩段的平均斜率。
一般粘性土Ce≈（0.1～0.2）Cc.
4.2 土的压缩性试验及指标
(e)土的压缩指数Cc
由固结试验可绘制出 e-logp 曲 线 （ 如 图 4.5 ）
e-logp曲线直线段的斜
率用Cc表示，称为压
缩指数
Cc
log
e1 e2 p2 log
图4-7 卡萨格兰德经验作图法确 定前期固结压力pc
4.2 土的压缩性试验及指标
(f)前期固结压力
通过测定的前期固结压力pc和土层自重应力p0状态的比较，将天然 土层划分为以下三种，并用去判断超固结比 OCR=pc/p0去判断.
1.正常固结土：自重应力p0=pc,土自重应力就是该土层历史上受过 的最大有效应力。超固结比OCR=pc/p0=1.
4.2 土的压缩性试验及指标
一、室内侧限压缩试验及压缩模量 (3)试验结果
4.2 土的压缩性试验及指标
一、室内侧限压缩试验及压缩模量
(4)试验结果（孔隙比）的推导
e0
Vv Vs
AH 0 Vs Vs
Vs
AH 0 1 e0
H i H 0 H i
Vsi
A( H 0 H i ) 1 ei
H0 H0 Hi 1 e0 1 ei
4.2 土的压缩性试验及指标
(d)室内压缩试验e-lgp曲线及有关指标
在压力较大部分，e-lgp关系接近直线，这是该方法区别于e-p曲 线的独特优点。它通常用来整理有特殊要求的试验。试验时以较小 的压力开始，采用小增量多级加荷，并加到较大的荷载为止，一般 为12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa.
a de / dp
a tan e e1 e2
p p2 p1
4.2 土的压缩性试验及指标
(a)土的压缩系数 一般采用压力段由p1=100kPa 增加到p2=200kPa
时的压缩系数a1-2来评定土的压缩性如下：
0.1
a12 / MPa1
0.5
低压缩性
中压缩性
高压缩性
4.2 土的压缩性试验及指标
基底地基土主要由于压缩而引起的竖直方向位移称为沉降。
研究建筑物地基沉降包括：1.绝对沉降量的大小（最终沉降）;
2.沉降与时间的关系。
4.2 土的压缩性试验及指标
一、室内侧限压缩试验及压缩模量 二、现场载荷试验及变形模量 三、弹性模量及试验测定 四、关于三种模量的讨论
4.2 土的压缩性试验及指标
一、室内侧限压缩试验及压缩模量
(b)土的压缩模量Es
由e-p曲线得到的侧限压缩指标-侧限压缩模量，简称压缩模量。 定义为在完全侧限的条件下竖向应力增量与相应的应变增量的比值。
推导： H
e1 e2 1 e1
H1
e ap
H
ap 1 e1
H1
公式：Es (1 e1) / a
Es
p H / H1
1 e1 a
4.2 土的压缩性试验及指标
4.1 概述
地基土内各点除了承受自重应力外还要承受附加应力。地基将会产生体 积变形和形状变形。
土在外力作用下体积缩小的特性即为土的压缩性。
土的压缩性特点：
1.土的压缩主要由孔隙体积减少引起。饱和土可不予考虑。但土中水具 有流动性，在外力作用下会沿土中孔隙排出，从而引起土体积减少而发生 压缩。
2.孔隙水的排出对于饱和粘性土需要时间。土的压缩随时间增长的过程 称为土的固结。
2.超固结土： p0<pc.该土层历史上受过的最大有效压力大于自重应 力。如覆盖的土层由于被剥蚀等原因，使得原来长期存在于土层 中的竖向有效压力减少了，则OCR>1.
3.欠固结土： p0>pc.该土层在自重作用下的固结尚未完成。如新近 沉积粘土、人工填土等。由于沉积时间短，其OCR<1.
某些结构强的土，其室内e-lgp曲线也会有曲率突变B点,但不是由 于前期固结压力所致，而是结构强度的一种反应，这时B点代表 土的结构强度。
p1
e / log( p2
/Βιβλιοθήκη Baidu
p1 )
4.2 土的压缩性试验及指标
(f)前期固结压力
在 图 4-7 的 e-lgp 曲 线 上 ， 对应于曲线段过渡到直线段的 某拐点的压力值是土层历史上 所曾经承受过的最大固结压力， 也就是土体在固结过程中所受 到的最大有效应力，称为前期 固结压力pc。它是了解土层应 力历史的重要指标。
4 土的压缩性与地基沉降计算
Compressibility of soil and settlement calculation of the basement
4 土的压缩性与地基沉降计算
4.1 概述 4.2 土的压缩性试验及指标 4.3 地基沉降实用计算方法 4.4 饱和粘性土地基沉降与时间的关系