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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。
土的压缩实验报告土力学实验报告实验五侧限压缩试验一、概述土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的性能。
在工程中所遇到的压力(通常在16kg/cm2以内)作用下，土的压缩可以认为只是由于土中孔隙体积的缩小所致(此时孔隙中的水或气体将被部分排出)，至于土粒与水两者本身的压缩性则极微小，可不考虑。
压缩试验是为了测定土的压缩性，根据试验结果绘制出孔隙比与压力的关系曲线(压缩曲线)，由曲线确定土在指定荷载变化范围内的压缩系数和压缩模量。
二、仪器设备1、小型固结仪:包括压缩容器和加压设备两部分，环刀(内径Ф61.8mm，高20mm，面积30cm2)，单位面积最大压力4kg/cm2;杠杆比1:10。
2、测微表:量程10mm，精度0.01mm。
3、天平，最小分度值0.01g及0.1g各一架。
图6-1 固结仪示意图1-水槽 2-护环 3-环刀 4-导环 5-透水石 6-加压上盖 7-位移计导杆 8-位移计架 9-试样4、毛玻璃板、滤纸、钢丝锯、秒表、烘箱、削土刀、凡士林、透水石等。
三、操作步骤1、按工程需要选择面积为30cm2的切土环刀，环刀内壁涂上一薄层凡士林，刀口应向下放在原状土或人工制备的扰动土上，切取原状土样时应与天然状态时垂直方向一致。
2、小心边压边削，注意避免环刀偏心入土，应使整个土样进入环刀并凸出环刀为止，然后用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平，擦净环刀外壁。
3、测定土样密度，并在余土中取代表性土样测定其含水率，然后用圆玻璃片将环刀两端盖上，防止水分蒸发。
4、在固结仪的固结容器内装上带有试样的切土环刀(刀口向下)，在土样两端应贴上洁净而润湿的滤纸，放上透水石，然后放入加压导环和加压板以及定向钢球。
5、检查各部分连接处是否转动灵活;然后平衡加压部分(此项工作由实验室代做)。
即转动平衡锤，目测上杠杆水平时，将装有土样的压缩部件放到框架内上横梁下，直至压缩部件之球柱与上横梁压帽之圆弧中心微接触。
6、横梁与球柱接触后，插入活塞杆，装上测微表，使测微表表脚接触活塞杆顶面，并调节表脚，使其上的短针正好对准6字，再将测微表上的长针调整到零，读测微表初读数R0。
土的压缩性和固结及地基土的变形计算土的压缩性和固结及地基土的变形计算是土力学中一个重要的内容，主要研究土体在受到外力作用时的应力和应变关系。
土的压缩性和固结是土体在承受外力作用下，由于土颗粒之间的重新排列而引起的体积的变化。
地基土的变形计算则是对土体在地基承载过程中的变形进行分析和计算。
本文将从压缩性、固结和地基土的变形计算分别进行阐述。
首先是土的压缩性计算。
土的压缩性是指土体在受到外力作用下的变形能力。
土的压缩性计算可以通过实验室直接进行，通常使用一维压缩试验来进行。
一维压缩试验可以测量土体在水平方向上的压缩变形。
通过试验数据可以得到土体的压缩模量和安定模量等参数。
压缩模量是土体在给定应力下，由于压缩而引起的应变比，单位为kPa。
安定模量是压缩模量的极限值，当土体达到一定固结程度后弹性模量将保持不变。
此外，还可以根据实验数据计算土体的压缩系数和固结指数等参数来评估土体的压缩性。
接下来是土的固结计算。
土的固结是指土体在受到外力作用下，由于土颗粒之间的重新排列而引起的体积的变化。
土体的固结主要分为一维固结和二维固结。
一维固结是指土体在垂直方向上的固结，主要影响因素是垂直应力和孔隙水压力。
二维固结是指土体在水平方向上的固结，主要影响因素是水平应力。
固结计算主要包括固结指数的计算和固结度的计算。
固结指数是土体在一定应力水平下的固结量与初始含水量的比值，可通过实验测定。
固结度是土体的固结程度，主要通过固结指数和含水量的关系来计算。
最后是地基土的变形计算。
地基土的变形计算主要是对地基承载过程中土体的变形进行分析和计算。
地基土的变形包括弹性变形和塑性变形两部分。
弹性变形是指土体在加载和卸载过程中，由于土体的弹性性质而引起的可恢复的变形。
塑性变形是指土体在加载过程中，由于土体的塑性性质而引起的不可恢复的变形。
地基土的变形计算可以通过经验公式或有限元分析等方法进行。
一般可以通过地基土的本构模型来描述土体的变形特性，并结合所受力的大小和方向等信息进行计算。
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。
1.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 a 1-2 来评价土的压缩性。
即a 1-2 <0.1/ MPa 属低压缩性土；0.1 /MPa ≤ a 1-2 <0.5/ MPa 属中压缩性土；a 1-2 ≥ 0.5/ MPa 属高压缩性土。
压缩模量是另一种表示土的压缩模量的指标，Es越小，土的压缩性越高。
Es<4MPa 高压缩性土4MPa<Es<20MPa 中等压缩性土20MPa<Es 低压缩性土2.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 0.86～0.72粉质粘土0.25～0.35 0.83～0.62粘土0.25～0.40 0.83～0.47注：E0与Es之间的关系是理论关系，实际上，由于各种因素的影响，E0值可能是βEs 值的几倍，一般来说，土愈坚硬则倍数愈大，而软土的E0值与βEs值比较。
地基土压缩性的判定，土的变形模量与压缩模量的关系1.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 a 1-2 来评价土的压缩性。
即
a 1-2 <0.1/ MPa 属低压缩性土；
0.1 /MPa ≤ a 1-2 <0.5/ MPa 属中压缩性土；
a 1-2 ≥ 0.5/ MPa 属高压缩性土。
压缩模量是另一种表示土的压缩模量的指标，Es越小，土的压缩性越高。
Es<4MPa 高压缩性土
4MPa<Es<20MPa 中等压缩性土
20MPa<Es 低压缩性土
2.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
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 0.86～0.72
粉质粘土0.25～0.35 0.83～0.62
粘土0.25～0.40 0.83～0.47
注：E0与Es之间的关系是理论关系，实际上，由于各种因素的影响，E0值可能是βEs值的几倍，一般来说，土愈坚硬则倍数愈大，而软土的E0值与βEs
值比较。
