第5章土的壓縮性Chap.5Soilcompressibility5.1概述土的壓縮性是指土體在壓力作用下體積縮小的特性。這種壓縮是由于土顆粒的變形、重排以及土孔隙中水和空氣的排出。土粒和土中水的壓縮量與土體的壓縮總量相比很微小，可以忽略不計。因此土的壓縮是指土中孔隙體積的縮小，即土中水和土中氣的體積縮小。飽和土在壓力作用下隨土中水體積減小的全過程稱為土的固結。5.2.1固結試驗和壓縮曲線室內固結試驗：用金屬環刀切取原狀土樣，置于圓筒形壓縮容器的剛性護環內（圖5-1），土樣上下各墊一塊透水石，受壓后可以自由排水。由于金屬環刀和剛性護環的限制，土樣在壓力作用下只能發生豎向壓縮變形，而無側向變形。土樣在天然狀態下或經過人工飽和后，進行逐級加壓固結，以便測定各級壓力pi作用下土樣壓縮穩定后的孔隙比ei。5.2固結試驗和壓縮性指標返回各級壓力pi作用下土樣壓縮穩定后的孔隙比ei的推導：設土樣斷面積為A，初始高度為H0，受壓后土樣高度為Hi，則，為外壓力pi作用下土樣的穩定壓縮量（圖5-2）。則，原始孔隙比e0可表示為：在外壓力pi作用下，孔隙比變成ei，可計算為：返回由于土顆粒體積Vs不變，且側限壓縮試驗，土樣的截面積A不變，因此，壓縮曲線是室內固結試驗成果，是土的孔隙比與所受壓力的關系曲線。只要測定土樣在各級壓力pi作用下的穩定壓縮量后，就可算出相應的孔隙比ei，從而繪制出土的壓縮曲線（圖5-3）。返回壓縮曲線有兩種：普通直角坐標和半對數坐標。用普通坐標時，加荷率取≤1，一般按p=50、100、200、300、400kPa五級加荷，對于軟土試驗第一級壓力應該從12.5kPa或25kPa開始，最后一級壓力應大于土中計算點的自重應力與預計附加應力之和。e-p曲線可確定土的壓縮系數a、壓縮模量Es等壓縮性指標。采用半對數坐標時，初始加荷率取0.5，試驗時以較小的壓力開始，采取小增量多級加荷方式，p=12.5、18.75、25、37.5、50、100、200、400、800、1600、3200kPa，對于軟土第一級壓力必須從12.5kPa開始，最后一級壓力大于地基中計算點的自重應力和附加應力之和。e-logp曲線可確定土的壓縮指數Cc。返回5.2.2土的壓縮系數和壓縮指數土的壓縮系數是土體在側限條件下孔隙比減小量與豎向有效壓力增量的比值，即e-p曲線（圖5-4）中某一壓力段的割線斜率。這一壓力段應取土中自重應力至自重應力與附加應力之和的范圍。式中a——土的壓縮系數，MPa-1；

p1——地基某深度處土中（豎向）自重應力，MPa；

p2——地基某深度處土中（豎向）自重應力與附加應力之和，MPa；

e1、e2——相應于p1、p2作用下壓縮穩定后的孔隙比。返回根據地基土中應力的實際情況，也為了便于比較，通常采用壓力段p1=0.1MPa（100kPa）增加到p2=0.2MPa（200kPa）時的壓縮系數不清a1-2來評定土的壓縮性：土的蕉壓縮嫌指數告是土眾體在歷側限超條件音下孔醉隙比桶減小炕與豎份向有識效壓旺應力旱常用龜對數萬值增槽量的鍵比值疤，即e-l捆ogp曲線寒中某痛一壓將力段便的直優線斜緩率。千土的e-p曲線競變換犧成半磨對數e-l堤ogp曲線征時，派它的它后段鈔接近膠直線范（圖5源-5），悄其斜損率Cc為：返回5.彎2.餐3問土的例壓縮染模量卻和體墓積壓曬縮系抗數土的地壓縮拜模量螞是土品體在鈔側限涼條件它下豎爪向附薄加應近力與嚼豎向狡應變嗽的比癢值，夫即：如果繪已知邊土的插壓縮呀曲線該，則罰土樣群孔隙速比變足化器為林已知爪，則帶可反保算相結應的肌土樣高度鄭變化前面瞇在壓客縮試但驗的忙時候砍已推升導出因此稿土的曉壓縮且模量欺為：土的墨壓縮崇模量閣越小鉆，土雷的壓臘縮性旱越高拉。土的仗體積沾壓縮磁系數mv：土墨在側蠶限條掘件下單體積謎應變遇與豎銜向壓結應力武增量尺之比氧，即床在單碼位壓落力增誕量作拐用下蜂土體放單位覺體積離的體業積變刺化。在側薦限的厲條件倘下，淋土樣第截面當積不得變，因體積嬌應變扮應該國等于迅豎向椅應變執，因劫此土浙的體耽積壓失縮系渡數就瓦是土墳的壓涉縮模機量的青倒數管：與壓第縮模拌量相皺反，鍋土的添體積飼壓縮額系數mv越大鹽，土靜的壓汁縮性巡壽越高棄。現場遺靜載護荷試啞驗及恥變形既模量前面歡四個裁壓縮岸性指彼標：驗壓縮炸系數a、壓解縮指惜數Cc、壓得縮模代量Es和體既積壓笨縮系驕數mv，都口是采齡用室嫁內試變驗測棗定的勞。土漏的壓諷縮性桃指標遠還可痛以通找過現賢場原皇位試惹驗測偽得。霉如土狼的靜仁載荷打試驗鬧。1.預土螞的靜財載荷想試驗方法踏是：膏對土狡體逐走級加開載，軋定時病觀測叉土的島沉降棕，直哪到土仙體破援壞。5.到4土的卷變形幻玉模量靜載仙荷試熄驗土匙體破政壞如不果達某到下職列情私況之解一，池則認病為土澇體已顫經達悶到破曾壞：（1踢）承鍛壓板配周圍胞土明暗顯側盤向擠嚴出；（2異）沉腐降急苦劇增摧大，勻壓力東~沉說降曲居線出披現陡裝降階鉗段；（3窯）在灘某一愈荷載享下，損24誤小時剩內沉齊降速揉率不卷能達僅到穩錢定標揭準；（4肯）沉貍降s鉤>0脹.0貿6b墻（b缸為承叛壓板兇的寬吸度或帝直徑夏）根據分靜載忍荷試麗驗的飛觀測況結果經，按徒一定飽比例勾以壓絡力p為橫目坐標扛，以心穩定她變形s為縱葡坐標登，可盤以畫避出p~s（壓誦力~攏沉降時）曲命線。一般p~s曲線趴分為美三個套階段及（圖5奮-1炸5）：（1找）直案線段斗：當捧荷載隨較小縮慧時，p~s曲線灣為直哈線，輸表明傲沉降賴量與請壓力揭之間什為線床性關售系，凡土體陽只產益生彈運性變丑形；（2赤）塑愚性變鼻形段制：荷彎載繼狼續增驗大，汽沉降慶量的柜增大牲速率殖比荷游載增肥加快守，地總基中殿產生升局部改剪切友破壞渠；（3姻）陡展降段版：荷滴載稍強有增豎大沉貢降急肢劇增窄加，察地基錦達到均破壞弓。直線貼段末夠端的流荷載Pa稱為駁比例南界限比荷載致，陡匆降段板的起撇始荷割載Pu稱為盛地基芬土的輕極限莊荷載言。在p-s曲線箱的直饅線段門任選蔑一壓塑力p1和它及對應倚的沉根降s1，利要用彈凝性力坦學公振式，蹤蝶可以肌計算脂地基城土的旬變形帥模量E0：式中E0——浪土的駁變形櫻模量套，是潤指土認體在準側向凝自由壺變形構條件份下豎輔向壓擱應力與與豎胞向總扮應變戒的比倍值；——犁對剛連性承煤壓板扭應取詠，方畝形壓折板取熟0.阻88欠，圓僵形壓訴板取容0.華79朱。b——盡承壓雜板的骨邊長風或直不徑；p1——啞所取叮定的吃比例滑界限饅荷載戀；s1——蒙與所盾取定因的比達