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(jié)。5.2.1固結(jié)試驗和壓縮曲線室內(nèi)固結(jié)試驗：用金屬環(huán)刀切取原狀土樣，置于圓筒形壓縮容器的剛性護(hù)環(huán)內(nèi)（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(huán)刀和剛性護(hù)環(huán)的限制，土樣在壓力作用下只能發(fā)生豎向壓縮變形，而無側(cè)向變形。土樣在天然狀態(tài)下或經(jīng)過人工飽和后，進(jìn)行逐級加壓固結(jié)，以便測定各級壓力pi作用下土樣壓縮穩(wěn)定后的孔隙比ei。5.2固結(jié)試驗和壓縮性指標(biāo)返回各級壓力pi作用下土樣壓縮穩(wěn)定后的孔隙比ei的推導(dǎo)：設(shè)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(wěn)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(cè)限壓縮試驗，土樣的截面積A不變，因此，壓縮曲線是室內(nèi)固結(jié)試驗成果，是土的孔隙比與所受壓力的關(guān)系曲線。只要測定土樣在各級壓力pi作用下的穩(wěn)定壓縮量后，就可算出相應(yīng)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(biāo)和半對數(shù)坐標(biāo)。用普通坐標(biāo)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(yīng)該從12.5kPa或25kPa開始，最后一級壓力應(yīng)大于土中計算點的自重應(yīng)力與預(yù)計附加應(yīng)力之和。e-p曲線可確定土的壓縮系數(shù)a、壓縮模量Es等壓縮性指標(biāo)。采用半對數(shù)坐標(biāo)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(yīng)力和附加應(yīng)力之和。e-logp曲線可確定土的壓縮指數(shù)Cc。返回5.2.2土的壓縮系數(shù)和壓縮指數(shù)土的壓縮系數(shù)是土體在側(cè)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(yīng)取土中自重應(yīng)力至自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和的范圍。式中a——土的壓縮系數(shù)，MPa-1；

p1——地基某深度處土中（豎向）自重應(yīng)力，MPa；

p2——地基某深度處土中（豎向）自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和，MPa；

e1、e2——相應(yīng)于p1、p2作用下壓縮穩(wěn)定后的孔隙比。返回根據(jù)淘地基吃土中掩應(yīng)力貢的實批際情秘況，負(fù)也為肥了便貓于比唇較，若通常糊采用芒壓力佳段p1=0甩.1遲MP枕a（球10雜0k小Pa收）增碑加到p2=0每.2紀(jì)MP明a（現(xiàn)20祥0k笨Pa涌）時辭的壓喉縮系動數(shù)不宋清a1-車2來評挖定土均的壓陷縮性駱：土的塌壓縮蒼指數(shù)顆是土般體在蘋側(cè)限段條件醒下孔騾隙比柜減小夸與豎它向有繁效壓憲應(yīng)力榮常用乎對數(shù)貞值增欣量的史比值乒，即e-l淋ogp曲線詳中某慈一壓劇力段宣的直價線斜始率。瓦土的e-p曲線陳變換喘成半凳對數(shù)e-l掩ogp曲線能時，誰它的徹后段還接近誦直線鳥（圖5迷-5），襪其斜泰率Cc為：返回5.鏈2.尼3王土的邀壓縮口模量辰和體威積壓制縮系侵?jǐn)?shù)土的卻壓縮嘗模量撞是土余體在爆側(cè)限芒條件嗓下豎然向附駛加應(yīng)考力與山豎向劈燕應(yīng)變壯的比息值，姻即：如果窮已知臘土的但壓縮未曲線郵，則燥土樣瓜孔隙申比變塘化臨為師已知棗，則磁可反映算相紛應(yīng)的敏土樣高度亮變化前面憲在壓涌縮試原驗的嚴(yán)時候補已推笛導(dǎo)出因此宏土的焰壓縮樸模量尼為：土的科壓縮和模量扛越小南，土蜜的壓臣縮性開越高夢。土的警體積持壓縮茫系數(shù)mv：土勞在側(cè)鉤限條聯(lián)件下提體積什應(yīng)變坡與豎拔向壓英應(yīng)力青增量隆之比掏，即聯(lián)在單綿位壓增力增萌量作振用下刻土體攤單位輔體積堡的體皇積變虹化。在側(cè)袖限的陳條件驚下，亮土樣府截面睡積不弱變，弦體積陽應(yīng)變顛應(yīng)該乘等于踩豎向旗應(yīng)變釀，因照此土燈的體粗積壓解縮系齡數(shù)就權(quán)是土貍的壓壤縮模休量的憐倒數(shù)雹：與壓攻縮模市量相城反，遭土的代體積朱壓縮蠅系數(shù)mv越大嘉，土帝的壓封縮性通越高惑?，F(xiàn)場穩(wěn)靜載照荷試倚驗及遲變形岸模量前面親四個既壓縮請性指藥標(biāo)：估壓縮港系數(shù)a、壓款縮指無數(shù)Cc、壓翠縮模頭量Es和體陡積壓抵縮系沒數(shù)mv，都塑是采襯用室彼內(nèi)試障驗測糾定的判。土茅的壓果縮性輩指標(biāo)梯還可倍以通考過現(xiàn)觀場原暮位試顯驗測浸得。混如土炭的靜借載荷姥試驗著。1.尺土德的靜吃載荷扎試驗方法佛是：匪對土梁體逐社級加蒜載，帥定時霞觀測軟土的擇沉降論，直堆到土累體破費壞。5.縣4土的造變形正模量靜載退荷試榨驗土帽體破捷壞如功果達(dá)翅到下每列情姿況之曬一，娛則認(rèn)貿(mào)為土碑體已都經(jīng)達(dá)牌到破指壞：（1層）承灘壓板傳周圍廣土明忽顯側(cè)提向擠你出；（2打）沉辟降急限劇增賠大，禾壓力膀~沉雅降曲扣線出介現(xiàn)陡市降階搞段；（3都）在恒某一芳荷載他下，討24艘小時僻內(nèi)沉爭降速董率不勻能達(dá)索到穩(wěn)軌定標(biāo)輝準(zhǔn)；（4例）沉似降s信>0蹈.0勞6b膜（b丹為承井壓板旗的寬汽度或軌直徑上）根據(jù)邁靜載器荷試擾驗的段觀測知結(jié)果嘉，按拔一定蠅比例旋以壓溉力p為橫犯坐標(biāo)就，以氣穩(wěn)定皆變形s為縱呢坐標(biāo)請，可瓜以畫勤出p~s（壓狗力~排沉降憤）曲墾線。一般p~s曲線滲分為況三個叮階段升（圖5贊-1貍5）：（1咸）直目線段擇：當(dāng)?shù)酆奢d壞較小案時，p~s曲線色為直餡線，社表明這沉降斜量與柄壓力隸之間端為線膨性關(guān)充系，另土體筋只產(chǎn)繭生彈歇性變靜形；（2學(xué)）塑控性變譯形段艙：荷業(yè)載繼體續(xù)增佳大，怒沉降帖量的類增大參速率品比荷比載增矛加快稱，地槳基中院產(chǎn)生廟局部劉剪切股破壞炕；（3黑）陡錘降段貢：荷貴載稍呆有增仇大沉播降急商劇增考加，恩地基村達(dá)到隊破壞撤。直線瞇段末專端的劇荷載Pa稱為珠比例虎界限慨荷載攀，陡畜降段敢的起歪始荷典載Pu稱為紅地基剛土的束極限此荷載劇。在p-s曲線彼的直蔑線段材任選屆一壓儉力p1和它足對應(yīng)跳的沉避降s1，利敞用彈姻性力棄學(xué)公攻式，掙可以羽計算吉地基呢土的浴變形欄模量E0：式中E0——逮土的扇變形不模量行，是蘭指土軟體在尸側(cè)向最自由貢變形蜓條件亡下豎爬向壓緞應(yīng)力禿與豎響向總鄙應(yīng)變繼的比拒值；——辯對剛瞞性承緊壓板贊應(yīng)取越，方個形壓孟板取綁0.拳88阻，圓腰形壓經(jīng)板取幻玉0.其79旺。b——種承壓臘板的閃邊長羞或直壩徑；p1——教所取鄙定的愛比例量界限歉荷載幣；s1——州與所咽取定