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
第一节一、土的压缩系数计算
第二节二、土的压缩模量计算
第一小节【例1-8】
第三节三、土的变形模量与压缩模量之间的关系
第一小节【例1-9】
土的变形模量是土体在无侧限条件下应力与应变之比值，相当于弹性模量。由于土体不是理 想的弹性体，故称为变形模量。土的变形模量反映了土体抵抗弹塑性变形的能力，可用于弹 塑性问题分析，通常可以通过三轴试验或现场试验进行测定。如果现场原位试验未进行，可 以通过其他方法进行估算、假定或理论计算。 E－－弹性模量Es－－压缩模量Eo－－变形模量 在工程中土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。但在勘察报告中却只提供变形模量，在模拟计算的时侯我们要用弹性模量。 变形模量的定义在表达式上和弹性模量是一样的E=ζ/ε，对于变形模量ε是指应变，包括弹性应变εe和塑性应变εp，对于弹性模量而言，ε就是指εe。压缩模量指的是侧限压缩模量，通过固结试验可以测定。如果土体是理想弹性体，那么E＝Es（1-2μ^2/(1-μ)）＝E0。 在土体模拟分析时，如果时一维压缩问题，选用Es；如果是变形问题，一般用E0；如果是瞬时变形，或弹性变形用E。 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
AGA8—92DC计算方法天然气压缩因子计算 摘要：按照GB／T 17747．2—1999《天然气压缩因子的计算第2部分：用摩尔组成进行计算》，采用AGA8—92DC计算方法，用VB编程计算了天然气压缩因子。用二分法求解状态方程，精度满足工程需要。 关键词：压缩因子；AGA8—92DC计算方法；二分法 1概述 工作状态下的压缩因子是天然气最重要的物性参数之一，涉及到天然气的勘探、开发、输送、计量和利用等各个方面。实测天然气压缩因子所需的仪器设备价格高，不易推广，因此计算方法发展很快，主要为经验公式和状态方程计算方法。1992年6月26日，国际标准化组织(ISO)天然气技术委员会(TC193)及分析技术分委员会(TC193/SC1)在挪威斯泰万格(Stavanger)召开了第四次全体会议，会上推荐了两个精度较高的计算工作状态下天然气压缩因子的方程，目 PAGA8-92DC方程、SGERG-88方程[1]。随后，国际标准化组织于1994年形成了国际标准草案[2]。 AGA8-92DC方程来自美国煤气协会(AGA)。美国煤气协会在天然气压缩因子和超压缩因子表的基础上，开展了大量研究，于1992年发表了以状态方程为基础计算压缩因子的AGA No.8报告及AGA8-92DC方程[2]。 1994年，四川石油管理局天然气研究所遵照中国石油天然气总公司技术监督局的指示，对国际标准化组织1992年挪威斯泰万格会议推荐的AGA8-92DC 方程、SGERG-88方程进行验证研究，于1996年底基本完成[2]。1999年，四川石油管理局天然气研究院(前身为四川石油管理局天然气研究所)起草的《天然气压缩因子的计算》GB/T 17747.1～3—1999被批准、发布。 《天然气压缩因子的计算》GB/T 17747.1～3—1999包括3个部分：《天然气压缩因子的计算第1部分：导论和指南》GB/T 17747.1—1999，《天然气压缩因子的计算第2部分：用摩尔组成进行计算》GB/T 17747.2—1999，《天然气压缩因子的计算第3部分：用物性值进行计算》GB/T 17747.3—1999。GB/T 17747.1等效采用ISO 12213—1：1997《天然气压缩因子的计算导论和指南》。GB/T 17747.2等效采用ISO 12213-2：1997《天然气压缩因子的计算用摩尔组成进行计算》，给出了用已知的气体的详细的摩尔组成计算压缩因子的方法，目PAGA8—92DC计算方法。GB/T 17747.3等效采用ISO 12213-3：1997《天然气压缩因子的计算用物性值进行计算》，给出了用包括可获得的高位发热量(体积基)、相对密度、C02含量和H2含量(若不为零)等非详细的分析数据计算压缩因子的方法，即SGERG-88计算方法。笔者在输气管道和城镇高压燃气管道水力计算中，按照GB/T 17747.2采用AGA8-92DC计算方法进行天然气压缩因子计算，效果良好。本文对其中的一些问题进行探讨，受篇幅所限，一些内容文中适当省略，详见GB/T 17747.2。 2AGA8—92DC方法的计算过程 2.1已知条件、待求量、计算步骤 2.1.1已知条件 按照GB／T 17747．2的要求，以CH4、N2、CO2、C2H6、C3H8、H2O、H2S、H2、
E－－弹性模量Es－－压缩模量Eo－－变形模量 在工程中土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。但在勘察报告中却只提供变形模量，在模拟计算的时侯我们要用弹性模量。 变形模量的定义在表达式上和弹性模量是一样的E=ζ/ε，对于变形模量ε是指应变，包括弹性应变εe和塑性应变εp，对于弹性模量而言，ε就是指εe。压缩模量指的是侧限压缩模量，通过固结试验可以测定。如果土体是理想弹性体，那么E＝Es（1-2μ^2/(1-μ)）＝E0。 在土体模拟分析时，如果时一维压缩问题，选用Es；如果是变形问题，一般用E0；如果是瞬时变形，或弹性变形用E。 土的变形模量与压缩模量的关系 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；
天然气基本压缩因子计算方法 编译：阙洪培（西南石油大学） 审校：刘廷元 这篇文章提出一个简便展开算法：任一压力-温度的基本压缩因子的输气监测计算。这个算法中的二次维里系数来源于参考文献1。计算的压缩因子接近AGA 8状态方程值[2]。 1 测量 在天然气工业实用计量中，压力、温度变化作为基本（或标准）条件，不仅地区间有差别，而且在天然气销售合同也有不同。 在美国，通常标准参考条件是60°F和14.73 psia。欧洲常用的基本条件是0 ℃和101.325 kPa，而标准条件是15 ℃和101.325 kPa。阿根廷也用15 ℃和101.325 kPa，而墨西哥则用的是20 ℃和1kg/ sq cm(绝对)。 计算真实气体的热值、密度、基本密度、基本体积、以及沃贝指数时要求已知基本条件的压缩因子。表1是理想气体值。 表1中的理想气体值不能用于密闭输气，必须计算相应基本条件的压缩因子。 参考文献提供的一些数据表和获取基本条件压缩因子方法，基本条件只能是60°F，14.73或14.696 psia。 计算其它基本条件的压缩因子可用AGA 8 程序，但代数计算较复杂，计算机编程共有三组软件，比较耗时。 本文提出了一个展开算法，计算密闭输气基本条件（基本条件可是任何压力温度）的压缩因子。 2 压缩因子 接近外界条件时，即压力小于16 psia，截断维里状态方程（方程组中的方程1）较好地描述了天然气的体积性质。 方程1中，各符号的物理意义是： Z = 基本条件下压缩因子 B = 二次维里系数 R = 气体常数 P = 基本条件的绝对压力 T = 温度条件的绝对压力 天然气基本压缩因子接近1，如0.99，B必然为负（图1） 方程2是混合物的二次维里系数，式中B ij = B ji为组分i和j的二次交互维里系数，B ii为纯组分i 的二次维里系数。二次维里系数是温度的函数。 也可用方程3求B，便于手工计算。比较适合密闭输气计算，方程3中B i的平方根为总因子，参见参考文献1，3，4。 问题的提出：表中常见60°F总因子值，而未见有其它基本温度条件的总因子值。由此本文献出一种方法，求解任一温度的压缩因子。 本方法不用因子求和法而用了好用便于书写的二次维里系数法。 方程3假定方程4已作校正。下面举出2例说明这种方程的用法。
一、压缩模量与变形模量的区别 （一）、第一种 压缩模量：在完全侧限条件下，土的竖向附加应力增量与相应的应变增量之比值，它可以通过室内压缩试验获得。 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。 结论：从上述定义来看，由于压缩模量附带了完全侧限条件，与实际地基的部分侧限条件不一致，故沉降计算必须进行大误差修正（通常修正系数可达0.25～2.0）；而变形模量是现场原位测试指标（载荷试验计算指标），较好的模拟了实际地层侧限条件，故理论上由变形模量计算沉降更准确、基本不需修正，承载板的尺寸越接近基础尺寸，计算的精度越高，如果由实体基础沉降资料反算变形模量，来指导相邻场地沉降计算会有很高的准确性，故由变形模量计算沉降在理论上应该比由压缩模量计算更准确、更符合实际。 2、试验方法的差异： 压缩模量：由室内压缩（固结）试验测定，有试验成本低、可操作性强、便于分层大量取样试验的特点。 变形模量：由现场载荷试验来测定，有成本高、周期长、试验点数有限、特别是深层载荷试验费用极高、深度有限、载荷板尺寸通常难以达到实体基础尺寸相当的宽度级别，因而变形模量的测定属于高成本的测试。 结论：从上述两试验测定方法的不同可见，压缩模量的测定通常更容易、成本低廉、易于试验，是勘察报告必须完成的工作，故设计用压缩模量计算沉降依据和数据更充分，这或许就是采用压缩模量计算沉降的公式和经验更多的原因；而变形模量的测定由于其高成本和高精度，更适合于大型、高荷载、大基础的重要工程，对于中小工程项目（一般基础荷载较小、基础尺寸较小），采用高成本的载荷试验确定变形模量再计算沉降反而不适用（老板愿意花钱另当别论）。 3、试验土类差异： 压缩模量：由于采用土样压缩（固结）试验测定，对于不能采取原状土的地层（如碎石土）和不能切环刀的岩土（如大部分岩石），显然我们难以获得压缩模量。 变形模量：由于我们基本可以在任何基坑底面岩土层进行载荷试验，故变形模量的测定几乎适合任何岩土类别，对于不能获取原状土的地层他就有显著的优越性。 结论：如果不计较成本因素，变形模量法与压缩模量法相比，可适用于任何岩土类别，而压缩模量法一般仅适用于可以获取原状土的地层。 4、试验条件差异： 压缩模量：在勘察阶段通过大量取样来获得，勘察报告在用压缩模量来计算沉降时通常有充分的数据支持。 变形模量：现场载荷试验通常难以在勘察阶段完成，载荷试验一般依据设计需要由设计人员提出在基坑开挖后在基底进行，且数量有限（当然对于重要工程和地层条件许可，也可在勘察阶段进行大量深层螺旋板载荷试验等来获取），目前用其他非载荷试验间接（经验）估算变形模量的方法仍显经验不足。 结论：上述差异决定了，大量工程（特殊工程除外）在勘察阶段，甚至在建筑基坑开挖前我们不得不采用压缩模量来计算沉降，当基坑开挖后，对于重要工程，并进行了一定数量载荷试验之后，我们才真正基本具备用实测变形模量来计算沉降的条件，故本人认为，在现阶段我们要真正意义上实现用实测变形模量来准确计算沉降，通常是难以实现的理论期望。总结：采用压缩模量还是变形模量来计算沉降哪种更合适？主要受三方面的因素制约：
物理化学 -> 1.6.3 压缩因子图 三、压缩因子图 荷根（Hougen）和华特生（Watson）测定了许多气体有机物质和无机物质压缩因子随对比温度和对比压力变化的关系，绘制成曲线，所得关系图称为"普遍化压缩因子图"。见图1-14。当实际气体的临界压力p c和临界温度T c的数据为已知，可将某态下的压力p和温度T换算成相应的对比压力p r和对比温度T r，从图中找出该对比态下的压缩因子Z。再由下式计算气体的摩尔体积V m： (1-38) 图1-14 压缩因子Z随p r及T r变化关系 当然，计算并不仅限于体积。上式形式简单，计算方便，并可应用于高温高压，作为一般估算，准确定基本上可以满足，在化工计算上常驻采用。一般说来，对非极性气体，准确度较高（误差约在 5% 以内）；对极性气体，误差大些。但对 H2、He、Ne 则为例外，这三种气体，根据经验采用以下修正公式： (1-77)
所得结果更准确。为进一步提高计算方法的准确性，常需引入更多的参数，最常用的是三参数法。需要时读者可参阅有关专著，在此不赘述。 〔例3〕试用压缩因子图法计算 573K 和 20265kPa 下甲醇的摩尔体积。甲醇的临界常数：T c=513K，p c=7974.3kPa。 〔解〕 由图1-14查出T r=1.12，p r=2.54 时，Z=0.45 实验值为 0.114dm3，误差为 7.5%。用理想气体状态方程式计算，V m=0.244dm3! 而用范德华方程式计算， V m=0.126dm3。可见此法不仅方便，且较准确。 〔例4〕一容积为 3dm3的钢筒内容有 3.20kg 的甲烷，室温为 273.4K。试求钢筒中气体的压力。已知甲烷T c=191.1K，p c=4640kPa。 〔解〕 或p r=3.26Z 在T r附近，作p c=3.26Z直线交T r于Z=0.76 处（参考图1-15），此Z值即为同时满足T r=1.43 和 p r=3.26Z的对应态的压缩因子值，以之代入公式
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 0.10.5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 x P2 - Pl 0.623-0,545 1WUX 200- LOO
压缩模量与变形模量的区别（一）、第一种 压缩模量：在完全侧限条件下，土的竖向附加应力增量与相应的应变增量之比值，它 可以通过室内压缩试验获得。 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。 结论：从上述定义来看，由于压缩模量附带了完全侧限条件，与实际地基的部分侧限 条件不一致，故沉降计算必须进行大误差修正（通常修正系数可达0.25～2.0）；而变形模量是现场原位测试指标（载荷试验计算指标），较好的模拟了实际地层侧限条件，故理论上由 变形模量计算沉降更准确、基本不需修正，承载板的尺寸越接近基础尺寸，计算的精度越高，如果由实体基础沉降资料反算变形模量，来指导相邻场地沉降计算会有很高的准确性，故由变形模量计算沉降在理论上应该比由压缩模量计算更准确、更符合实际。 2、试验方法的差异： 压缩模量：由室内压缩（固结）试验测定，有试验成本低、可操作性强、便于分层大 量取样试验的特点。 变形模量：由现场载荷试验来测定，有成本高、周期长、试验点数有限、特别是深层 载荷试验费用极高、深度有限、载荷板尺寸通常难以达到实体基础尺寸相当的宽度级别，因而变形模量的测定属于高成本的测试。 结论：从上述两试验测定方法的不同可见，压缩模量的测定通常更容易、成本低廉、 易于试验，是勘察报告必须完成的工作，故设计用压缩模量计算沉降依据和数据更充分，这或许就是采用压缩模量计算沉降的公式和经验更多的原因；而变形模量的测定由于其高成本 和高精度，更适合于大型、高荷载、大基础的重要工程，对于中小工程项目（一般基础荷载 较小、基础尺寸较小），采用高成本的载荷试验确定变形模量再计算沉降反而不适用（老板 愿意花钱另当别论）。 3、试验土类差异： 压缩模量：由于采用土样压缩（固结）试验测定，对于不能采取原状土的地层（如碎石 土）和不能切环刀的岩土（如大部分岩石），显然我们难以获得压缩模量。变形模量：由于 我们基本可以在任何基坑底面岩土层进行载荷试验，故变形模量的测定几乎适合任何岩土类别，对于不能获取原状土的地层他就有显著的优越性。 结论：如果不计较成本因素，变形模量法与压缩模量法相比，可适用于任何岩土类别， 而压缩模量法一般仅适用于可以获取原状土的地层。 4、试验条件差异：
天然气压缩因子的计算 气田上大多数在高压下生产，为控制其流动需要安装节流阀。当气流经过节流阀时，气体产生膨胀，其温度降低。如果气体温度变得足够低，将形成水合物 （一种固体结晶状的冰雪物质）。这就会导致管道和设备的堵塞。【1】从而，在天 然气的集输过程当中，不管对天然气或天然气管道进行怎样的处理，都离不开气体的三个状态参数：压力P 、体积Ｖ、温度Ｔ。而根据真实气体状态方程PV ZnRT =可知，在确定某个状态参数的时候需要先计算一个压缩因子Ｚ。如果能够更精确的确定压缩因子，从而确定气体的状态参数，对于研究天然气的收集、预处理和输送等问题具有重要意义。下面简要介绍下压缩因子及其计算方法。 真实气体是实实在在的气体，它是为了区别于理想气体而引人的。真实气体占有一定空间，分子之间存在作用力，因此真实气体性质与理想气体性质就有偏离。压缩因子就是反映这种真实气体对理想气体的偏离程度大小。在温度比临界温度高的多、压力很小时，偏离不太显著；反之偏离就很显著。下面将介绍一种计算压缩因子的方法（Dranchuk-Purvis-Robinson 法）。 压缩因子的关系式如下： 563521437383 1()()()(1)exp()pr pr pr pr pr A A A A A Z A A T T T T A A A T =++++++++-52pr pr pr 222 pr pr pr ρρρρρρ （1） 式中A 1到A 8都是常数，具体数据可到参考文献上查阅，ρ pr 为无因次拟对比密 度，它和压缩因子满足关系式： 0.27pr pr pr p ZT ρ= （2） 其中p pr 和T pr 分别为拟对比压力和拟对比温度。 由于式（2）为非线性方程，欲计算Z ，可采用牛顿迭代法（Newton-Raphson ）。在已知p pr 和T pr 的情况下，需经过迭代过程求解ρpr ，其公式如下： ( )( 1)()'( )() ()i pr i i pr pr i pr f f ρρρρ+=- （3） 迭代求得拟对比密度ρpr ，即可易求得压缩因子。【2】 参考文献： [1] 曾自强，张育芳.天然气集输工程.北京：石油工业出版社，2001.1 [2] 严铭卿，廉乐明.天然气输配工程.北京：中国建筑工业出版社，2005.32
压缩模量与变形模量的区 别 Prepared on 24 November 2020
一、压缩模量与变形模量的区别 （一）、第一种 压缩模量：在完全侧限条件下，土的竖向附加应力增量与相应的应变增量之比值，它可以通过室内压缩试验获得。 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。 结论：从上述定义来看，由于压缩模量附带了完全侧限条件，与实际地基的部分侧限条件不一致，故沉降计算必须进行大误差修正（通常修正系数可达～）；而变形模量是现场原位测试指标（载荷试验计算指标），较好的模拟了实际地层侧限条件，故理论上由变形模量计算沉降更准确、基本不需修正，承载板的尺寸越接近基础尺寸，计算的精度越高，如果由实体基础沉降资料反算变形模量，来指导相邻场地沉降计算会有很高的准确性，故由变形模量计算沉降在理论上应该比由压缩模量计算更准确、更符合实际。 2、试验方法的差异： 压缩模量：由室内压缩（固结）试验测定，有试验成本低、可操作性强、便于分层大量取样试验的特点。 变形模量：由现场载荷试验来测定，有成本高、周期长、试验点数有限、特别是深层载荷试验费用极高、深度有限、载荷板尺寸通常难以达到实体基础尺寸相当的宽度级别，因而变形模量的测定属于高成本的测试。 结论：从上述两试验测定方法的不同可见，压缩模量的测定通常更容易、成本低廉、易于试验，是勘察报告必须完成的工作，故设计用压缩模量计算沉降依据和数据更充分，这或许就是采用压缩模量计算沉降的公式和经验更多的原
因；而变形模量的测定由于其高成本和高精度，更适合于大型、高荷载、大基础的重要工程，对于中小工程项目（一般基础荷载较小、基础尺寸较小），采用高成本的载荷试验确定变形模量再计算沉降反而不适用（老板愿意花钱另当别论）。 3、试验土类差异： 压缩模量：由于采用土样压缩（固结）试验测定，对于不能采取原状土的地层（如碎石土）和不能切环刀的岩土（如大部分岩石），显然我们难以获得压缩模量。 变形模量：由于我们基本可以在任何基坑底面岩土层进行载荷试验，故变形模量的测定几乎适合任何岩土类别，对于不能获取原状土的地层他就有显着的优越性。 结论：如果不计较成本因素，变形模量法与压缩模量法相比，可适用于任何岩土类别，而压缩模量法一般仅适用于可以获取原状土的地层。 4、试验条件差异： 压缩模量：在勘察阶段通过大量取样来获得，勘察报告在用压缩模量来计算沉降时通常有充分的数据支持。 变形模量：现场载荷试验通常难以在勘察阶段完成，载荷试验一般依据设计需要由设计人员提出在基坑开挖后在基底进行，且数量有限（当然对于重要工程和地层条件许可，也可在勘察阶段进行大量深层螺旋板载荷试验等来获取），目前用其他非载荷试验间接（经验）估算变形模量的方法仍显经验不足。 结论：上述差异决定了，大量工程（特殊工程除外）在勘察阶段，甚至在建筑基坑开挖前我们不得不采用压缩模量来计算沉降，当基坑开挖后，对于重要工
１．天然气相关物性参数计算 密度计算： T ZR PM m =ρ ρ——气体密度，Kg/m 3； P ——压力，Pa ； M ——气体千摩尔质量，Kg/Kmol ； Z ——气体压缩因子； T ——气体温度，K ； R m ——通用气体常数，8314.4J/Kmol·K 。 ２．压缩因子计算： 已知天然气相对密度?时。 96 .28M =? M ——天然气的摩尔质量。 ?+=62.17065.94pc T 510)05.493.48(??-=pc P ;pc pr P P P = pc pr T T T =； P ——工况下天然气的压力，Pa ；T ——工况下天然气的温度，k ；P Pc —临界压力；T Tc ——临界温度。 对于长距离干线输气管道，压缩因子常用以下两式计算： 668.34273.01--=pr pr T P Z 320107.078.068.110241.01pr pr pr pr T T T P Z ++-- = 对于干燥天然气也可用经验公式估算： 15.1117.0100100P Z +=
标况流量和工况流量转换。为了控制Welas 的5L/min 既 0.3立方米每小时的工况流量。 Q 2------流量计需要调节的流量值 P 2------0.1Mpa T 2------293.15K (20℃ ) Z 2------标况压缩因子 Q 1------0.3m 3/h P 1------ 工况压力（绝对压力MPa ） T 1------开尔文K Z 1-------工况压缩因子 转换公式为 12221211 p T Z Q Q p T Z
有关土的经验参数一、原状土物理性质指标变化围 原状土物理性质指标变化围，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°。 10 60d d 32
三、土的压缩模量一般围值 土的压缩模量一般围值，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。
变形模量 定义：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。 能较真实地反映天然土层的变形特性。其缺点是载荷试验设备笨重、历时长和花钱多，且深层土的载荷试验在技术上极为困难，故常常需要根据压缩模量的资料来估算土的变形模量。 与压缩模量、弹性模量的区别 土的压缩模量：在完全侧限条件下，土的竖向附加应力增量与相应的应变增量之比值，它可以通过室内压缩试验获得。 土的弹性模量：土的弹性模量根据测定方法不同，可分为“静弹模”和“动弹模”。静弹模采用静三轴仪测定。弹性模量为加卸载该曲线上应力与应变的比值。动弹模，可用室内动三轴仪测得，当土样固结后，分级施加动应力，进行不排水的振动试验，一般保持动应力幅值不变，振动次数视工程实际条件而定可用双曲线方程来描述，也称切线弹模。 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。由于两者在压缩时所受的侧限条件不同，对同一种土在相同压应力作用下两种模量的数值显然相差很大。三种模量的试验方法不同，反映在应力条件、变形条件上也不同。压缩模量是在室内有侧限条件下的一维变形问题，变形模量则是在现场的三维空间问题；另外土体变形包括了可恢复的(弹性)变形和不可恢复的(塑性)变形两部分。压缩模量和变形模量是包括了残余变形在内的，与弹性模量有根本区别，而压缩模量与变形模量的区别又在于是否有侧限。在工程应用上，我们应根据具体问题采用不同的模量。 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。 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，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＝1-2μ^2/(1-μ)则Eo＝βEs
岩土地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.弹性模量>压缩模量>变形模量. 弹性模量也叫杨氏模量（岩土体在弹性限度内应力与应变地比值）压缩模量是有侧限地，杨氏模量是无侧限地.同样地土体，同样地荷载，有侧限地土体应变小，所以压缩模量更大才对.这只是弹性理论上地关系，对土体这种自然物不一定适用.土体计算中所用地称为“弹性模量”不一定是在弹性限度内.——弹性模量；——压缩模量；——变形模量.文档收集自网络，仅用于个人学习 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地，而变形模量则是通过现场地原位载荷试验得出地，它是无侧限地.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，一般给出地是土地压缩模量与变形模量，而一般不会给出弹性模量.文档收集自网络，仅用于个人学习数值模拟中一般用，（），达到峰值应力（应变）％时地割线模量. （勘查报告中提供），有侧限，＝～（看别人这么弄地）.具体请查阅资料. 应该是变形模量是弹性模量是压缩模量,弹性模量与压缩模量应该有上百倍地关系吧,不应该只有五倍,一般；根据结果调整参数；问题是地质报告上只会提供压缩模量；文档收集自网络，仅用于个人学习 工程上，土地弹性模量就是指变形模量，因为土发生弹性变形地时间非常短，变形模量与压缩模量是一个量级，但是由于土体地泊松比小于，所以土地变形模量（弹性模量）总是小于压缩模量地.在钱家欢主编地《土力学》中有公式：(^()) 为变形模量，为变形模量（弹性模量）.文档收集自网络，仅用于个人学习 上边地说法有点问题呀.变形模量与压缩模量之间有换算关系.＝〔*（）〕，而不是弹性模量与压缩模量之间有换算关系，弹性模量一般比，要大很多地.一般要大一个数量级地.再者土体进行弹性地数值模拟时要取地是那一个参数.一般工程地质报告中只提供一个. 可见，数值计算中，有两种取法： ）一种是按弹性理论推出地弹性模量与压缩模量地关系(^())，可以计算出所需要地弹性模量； ）就是根据经验取＝～，反复试算确定弹模；两种方法各有优点：第一种可以很方便地算出弹模，但与实际情况地弹模有一定地差别；第二种需要试算多次才能找到所需要地弹模，但比较符合实际情况； ＝～，有那么大么？应该是（～）* (^()). 土地弹性模量是土抵抗弹性变形地能力，压缩模量是土在侧限条件下地，竖向附加应力与竖向应变地比值，土工试验得到和勘察报告提地是压缩模量.变形模量是无侧限条件下地应力与应变地比值.＝〔*（）〕公式是变形模量和压缩模量地理论公式，实际工程并不符合这个公式.至于弹性模量和变形模量地关系，土在弹性阶段地变形模量等于弹性模量.一般情况下比压缩模量要大，大多少，视具体工程而论.三轴试验得到弹性模量取得是轴向应力与轴向应变曲线中开始直线段（即弹性阶段）地斜率. 看看高大钊编地《土质力学与土力学》（正文页），该书是提到压缩模量、变形模量、弹性模量三者关系及使用方法为数不多地教材.这本书超星上有，朋友们想弄清楚就找这本书看看，我也是刚弄明白地，讲压缩模量、变形模量地书是多，但讲到土地弹性模量地书就少了先由压缩模量转化为变形模量，再转化为体积模量 岩石取弹性模量打折成岩体模量,土体取压缩模量. 弹性模量一般可取为压缩模量地～倍 上海地区经验一般为～倍（见同济大学杨敏教授相关论文）,数值分析时可以适当加大一些. 在土力学中变形模量就是杨氏模量.压缩模量变形模量*（）()() 高大钊编地《土质力学与土力学》（正文页），该书是提到压缩模量、变形模量、弹性模量三者关系及使用方法为数不多地教材. 土地变形模量和压缩模量，是判断土地压缩性和计算地基压缩变形量地重要指标. 为了建立变形模量和压缩模量地关系，在地基设计中，常需测量土地側压力系数ξ和側膨胀系数μ.側压力系数ξ：是指側向压力δ与竖向压力δ之比值，即： ξ＝δδ 土地側膨胀系数μ（泊松比）：是指在側向自由膨胀条件下受压时，测向膨胀地应变ε与竖向压缩地应变ε之比值，即μ＝εε 根据材料力学广义胡克定律推导求得ξ和μ地相互关系，ξ＝μ(－μ)或μ＝ε（＋ε），土地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，可根据土地側压力系数，按上式求得.在土地压密变形阶段，假定土为弹性材料，
浅谈压缩因子及其在燃气计量中的影响 Gas Compression Factor(气体压缩因子) 摘要：本文通过对压缩因子的介绍，浅要分析了其在燃气计算中的影响。 关键词：临界温度；临界压力；势能；动能；压缩因子；燃气计量 1 前言 随着燃气业的不断发展，工商业燃气用户也越来越多，特别是将来天然气在广东珠三角的推广将使珠三角燃气行业得到更迅猛的发展。由于燃气公司与供应商，燃气公司与用户之间，都是存在经济的利益关系，因而在燃气计量上必然存在着或多或少的矛盾。特别是大型工业用户与燃气公司的计量问题的更容易发生矛盾。为了减少此类矛盾的激化，燃气公司在自身利益不受损害的情况下，都将会尽量减少计量上的误差，使两者的矛盾得到缓和。因而燃气公司在计量上就应了解许多注意事项，其中压缩因子就是众多影响计量准确度的潜在因素之一。 2 压缩因子的产生及在计量上的影响 在实际的气体计量的过程中，气体状态方程：Z=PV／RT，压缩因子z在计算中引入了临界温度Tc和临界压力Pc两种参数，其中压缩因子Z=f(Pc，Tc)是随温度及压力而变化的(关系图l，2)，其中：临界温度指的是气体加压液化所允许的最高温度，一般分子间的引力越大对应的临界温度越高；如甲烷临界温度Tc为191．05K，丙烷临界温度Tc为368．85K； 临界压力指的是气体在临界温度时发生液化所需要的最小压力；如甲烷临界压力Pc为4．6407MPa，丙烷临界压力Pc为4.3975MPa； 在实际计算中，还要引入对比压力Pr和对比温度Tr，所谓的对比压力就是实际工作压力和临界压力Pc的比值，对比温度同理亦是实际工作温度和临界温度Tc的比值。 压缩因子的数值在不同温度压力下的也不是完全沿一个趋势变化的，如天然气是先随压力增大而变小，到达一定程度后又逐渐随压力增大而变大。那为什么会出现这种情况呢?从微观上讲，这主要是由于分子间的作用力造成的。一定温度下的气体在压力较小时，分子间的距离较大，分子间一般表现为引力，造成实际气体比理想气体更易于被压缩，但随着压力增加气体分子逐渐靠近，分子间的作用力表现为排斥力造成气体难于被压缩，进而形成压缩因子的数值上的变化，并且该数值随气体种类不同而不同。 根据气体压缩因子与对比温度及对比压力的曲线图可发现：在一般的计量工况下(温度小于50℃，压力小于10MPa)，天然气的压缩因子均大于液化石油气的压缩因子，亦是说气态液化石油气在该条件下体积受压缩因子的影响大于对气态天然气的体积的影响。根据计算公式，V o=VPT o／(P o TZ)，液化石油气和天然气在同等工况下修正系数可通过计算得出： 例一：已知混合气体的容积成分为y C3H6=50％， y C4H10=50％，压力为1．0MPa，温度为25℃的压缩因子。
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°。 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-。 10 60d d 32
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。
主程序： %------基本粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization）----------- %------名称：带压缩因子的粒子群优化算法（PSO） %------作用：求解优化问题 %------说明：全局性，并行性，高效的群体智能算法，提高解的精度 %------初始格式化-------------------------------------------------- clear all; clc; format long; %------给定初始化条件---------------------------------------------- %c1=1.4962; %学习因子1 c1=3; c2=2; %c2=1.4962; %学习因子2 w=0.7298; %惯性权重 MaxDT=100; %最大迭代次数 D=6; %搜索空间维数（未知数个数） N=20; %初始化群体个体数目 eps=10^(-6); %设置精度(在已知最小值时候用) phi=c1+c2; if phi<=4 disp('c1与c2的和必须大于4! '); xm=NaN; fv=NaN; return; end %------初始化种群的个体(可以在这里限定位置和速度的范围)------------ for i=1:N for j=1:D x(i,j)=randn; %随机初始化位置 v(i,j)=randn; %随机初始化速度 end end %------先计算各个粒子的适应度，并初始化Pi和Pg---------------------- figure(3) for i=1:N P(i)=fitness2(x(i,:)); y(i,:)=x(i,:); end Pg=x(N,:); %Pg为全局最优 for i=1:(N-1) if fitness2(x(i,:)) 一、压缩模量与变形模量的区别 (一)、第一种 压缩模量:在完全侧限条件下,土的竖向附加应力增量与相应的应变增量之比值,它可以通过室内压缩试验获得。 变形模量:就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。 结论:从上述定义来瞧,由于压缩模量附带了完全侧限条件,与实际地基的部分侧限条件不一致,故沉降计算必须进行大误差修正(通常修正系数可达0、25～2、0);而变形模量就是现场原位测试指标(载荷试验计算指标),较好的模拟了实际地层侧限条件,故理论上由变形模量计算沉降更准确、基本不需修正,承载板的尺寸越接近基础尺寸,计算的精度越高,如果由实体基础沉降资料反算变形模量,来指导相邻场地沉降计算会有很高的准确性,故由变形模量计算沉降在理论上应该比由压缩模量计算更准确、更符合实际。 2、试验方法的差异: 压缩模量:由室内压缩(固结)试验测定,有试验成本低、可操作性强、便于分层大量取样试验的特点。 变形模量:由现场载荷试验来测定,有成本高、周期长、试验点数有限、特别就是深层载荷试验费用极高、深度有限、载荷板尺寸通常难以达到实体基础尺寸相当的宽度级别,因而变形模量的测定属于高成本的测试。 结论:从上述两试验测定方法的不同可见,压缩模量的测定通常更容易、成本低廉、易于试验,就是勘察报告必须完成的工作,故设计用压缩模量计算沉降依据与数据更充分,这或许就就是采用压缩模量计算沉降的公式与经验更多的原因;而变形模量的测定由于其高成本与高精度,更适合于大型、高荷载、大基础的重要工程,对于中小工程项目(一般基础荷载较小、基础尺寸较小),采用高成本的载荷试验确定变形模量再计算沉降反而不适用(老板愿意花钱另当别论)。 3、试验土类差异: 压缩模量:由于采用土样压缩(固结)试验测定,对于不能采取原状土的地层(如碎石土)与不能切环刀的岩土(如大部分岩石),显然我们难以获得压缩模量。 变形模量:由于我们基本可以在任何基坑底面岩土层进行载荷试验,故变形模量的测定几乎适合任何岩土类别,对于不能获取原状土的地层她就有显著的优越性。 结论:如果不计较成本因素,变形模量法与压缩模量法相比,可适用于任何岩土类别,而压缩模量法一般仅适用于可以获取原状土的地层。 4、试验条件差异: 压缩模量:在勘察阶段通过大量取样来获得,勘察报告在用压缩模量来计算沉降时通常有充分的数据支持。 变形模量:现场载荷试验通常难以在勘察阶段完成,载荷试验一般依据设计需要由设计人员提出在基坑开挖后在基底进行,且数量有限(当然对于重要工程与地层条件许可,也可在勘察阶段进行大量深层螺旋板载荷试验等来获取),目前用其她非载荷试验间接(经验)估算变形模量的方法仍显经验不足。 结论:上述差异决定了,大量工程(特殊工程除外)在勘察阶段,甚至在建筑基坑开挖前我们不得不采用压缩模量来计算沉降,当基坑开挖后,对于重要工程,并进行了一定数量载荷试验之后,我们才真正基本具备用实测变形模量来计算沉降的条件,故本人认为,在现阶段我们要真正意义上实现用实测变形模量来准确计算沉降,通常就是难以实现的理论期望。 总结:采用压缩模量还就是变形模量来计算沉降哪种更合适？主要受三方面的因素制约:压缩模量与变形模量的区别
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