土力学土的压缩性

透水石
底座
• 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 固结试验
三联固结仪
固结实验及压缩性指标
e e
i
e0
h
h
(1 e0)
0
o
G
( 1 ) w s 0


w
1
softwps
0
e e0
曲线A 曲线B 曲线A压缩性＞曲线B压缩性
e
p
p
• 二、压缩性指标
e-p曲线
E0 Es
β——与土的泊松比μ有关的系数，
1
2
2
1
p 1 e1 E s h a
h
1
•
高。
E s 越小，土的压缩性越 E 与a成反比，即a越大，
s
4 mpa Es(0.10.2)
4 ~ 15 mpa Es(0.10.2)
高压缩性土 中压缩性土
地压缩性土
E
15 mpa s ( 0.10.2)
现场载荷试验及变形模量
• 变形模量 E 0 是表示土在侧向自由变形 条件下竖向压应力与竖向总应变之比。
土的压缩性与土的固结
• 压缩性：土在压力（附加应力或自重应力） 作用下体积缩小的特征。 • 土的固结：土体的压力作用下其压缩量随 时间的增长而增长的过程。
压缩性指标
压缩性系数a 压缩指数 C C
压缩模量E
s
变形模量 E 0
• 1.压缩仪示意图
荷载 加压活塞 刚性护环 透水石 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
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
e e1 e2 利用单位压力增量所引起得孔隙比 斜率a ＝ 改变表征土的压缩性高低 p p2 p1
M2
△e △p
a
p
de d p
p1 p2 e-p曲线
在压缩曲线中，实际采用割线 斜率表示土的压缩性
《规范》用p1＝100kPa、 p2＝200kPa对应的压缩系 数a1-2评价土的压缩性
E0
pb (1 )
2
s

• p----直线段的荷载强度，kpa； • s—相应于p的荷载板下沉量;
• 土的泊松比，砂 土可取0.2~0.25,黏性土可取0.25~0.45; •
=0,88（方形 沉降影响系数，对刚性荷载板取
板）， =0.79（圆形板）。
• 变形模量与压缩模量之 间的关系
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.压缩模量Es 3.变形模量E0
• 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
Vv＝e0
Vv＝e
H0 H0/(1+e0)
Vs＝1
H1 H1/(1+e)
Vs＝1
土样在压缩前后变 形量为s，整个过 程中土粒体积和底 面积不变
e e0 s (1 e0 ) H0
土粒高度在受压前 后不变 其中
H0 H1 1 e0 1 e e0＝ d s (1 w0 ) w
整理
0
1
根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线， 为压缩曲线
p ( ) / c lg p lg p e e lg p
e1 e2
2 c 1 2 1
2
1
压缩指数越大，土的压缩性就越高
0.2 cc 0.4 中压缩性土
0 . 2 cc
地压缩性土
0 . 4 cc
高压缩性土
• 土的压缩模量：是土在完全侧限条件下的竖向应 力增量p与相应的应变增量 的比值。
2
p
1
2
e , e 增压前后p1，p2作用下压缩稳定的空隙比。
0 . 1 mpa a0.10.2
0.1Mpa
• 压缩系数越大，表明 土的压缩性越大。
低压缩性
1 中压缩性 0 . 5 mpa a0.10.2
1
a
0 . 5 mpa 0.10.2
高压缩性
• 压缩指数：是土体在侧限条件下空隙比减小量与竖 向有效应压力常用对数增量的比值。


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
e e1 e2 a ＝ p p2 p1
p
增压前使压缩稳定的压力强度，一般指地基中 1 原有的竖向自重应力，mpa 增压后使试样所受的压力强度，一般指地基某 深处自重应力与附加应力之和，mpa
G ,w , ,h
s 0 0
0
分别为土颗粒比重、 土样的初始含水率、 初始密度 土样的原始高度
压缩曲线
｛越缓—压缩性越低
越陡—压缩性越高
• 压缩系数：是土体在侧限条件下，孔隙比减 小量与竖向有效压应力增力量的比值
a
e p
e e p Βιβλιοθήκη p1 2 21• 1.压缩系数a
e e0 e1 e2 M1