土的壓縮性掌握土的壓縮性以及如何限制基礎(chǔ)沉降，能進(jìn)行判別土的壓縮性高低，能進(jìn)行地基土沉降量計(jì)算。知識(shí)目標(biāo)能根據(jù)土的壓縮性高低特征，能進(jìn)行基礎(chǔ)沉降量的計(jì)算，在施工中，盡可能避免基礎(chǔ)的沉降或不均勻沉降過大。能力目標(biāo)一、土的壓縮性概述土的壓縮性是指土在外荷載作用下，土體體積縮小的特性。一、土的壓縮性概述壓縮量的組成：固體顆粒的壓縮土中水的壓縮占總壓縮量的1/400不到，忽略不計(jì)土的壓縮被認(rèn)為只是由于孔隙體積減小的結(jié)果，是引起土體壓縮的主要原因。一、土的壓縮性概述壓縮量的組成：空氣的排出水的排出壓縮量主要組成部分土的壓縮被認(rèn)為只是由于孔隙體積減小的結(jié)果，是引起土體壓縮的主要原因。一、土的壓縮性概述無粘性土粘性土土的固結(jié)壓縮穩(wěn)定很快完成壓縮穩(wěn)定需要很長(zhǎng)一段時(shí)間土體在壓力作用下，壓縮量隨時(shí)間增長(zhǎng)的過程透水性好，水易于排出透水性差，水不易排出二、壓縮性指標(biāo)（一）、壓縮試驗(yàn)研究土的壓縮性大小及其特征的室內(nèi)試驗(yàn)方法，亦稱固結(jié)試驗(yàn)。三聯(lián)固結(jié)儀二、壓縮性指標(biāo)1.壓縮儀示意圖注意：土樣在豎直壓力作用下，由于環(huán)刀和剛性護(hù)環(huán)的限制，只產(chǎn)生豎向壓縮，不產(chǎn)生側(cè)向變形。剛性護(hù)環(huán)加壓活塞透水石環(huán)刀底座透水石土樣荷載二、壓縮性指標(biāo)2.e-p曲線研究土在不同壓力作用下，孔隙比變化規(guī)律。土樣在壓縮前后變形量為s，整個(gè)過程中土粒體積和底面積不變土粒高度在受壓前后不變整理其中二、壓縮性指標(biāo)根據(jù)不同壓力p作用下，達(dá)到穩(wěn)定的孔隙比e，繪制e-p曲線，為壓縮曲線。壓縮性不同的土，曲線形狀不同，曲線愈陡，說明在相同壓力增量作用下，土的孔隙比減少得愈顯著，土的壓縮性愈高。e-p曲線（二）、壓縮性指標(biāo)二、壓縮性指標(biāo)根據(jù)壓縮曲線可以得到兩個(gè)壓縮性指標(biāo)：壓縮系數(shù)a、壓縮模量Es。e-p曲線利用單位壓力增量所引起得孔隙比改變表征土的壓縮性高低。利用單位壓力增量所引起得孔隙比改變表征土的壓縮性高低。1.壓縮系數(shù)a：土體在側(cè)限條件下孔隙比減少量與豎向壓應(yīng)力增量的比值。二、壓縮性指標(biāo)a1-2＜0.1MPa-1低壓縮性土0.1MPa-1≤a1-2＜0.5MPa-1中壓縮性土a1-2≥0.5MPa-1高壓縮性土《規(guī)范》用p1＝100kPa、p2＝200kPa對(duì)應(yīng)的壓縮系數(shù)a1-2評(píng)價(jià)土的壓縮性。二、壓縮性指標(biāo)根據(jù)壓縮曲線可以得到兩個(gè)壓縮性指標(biāo)：壓縮系數(shù)a、壓縮模量Es。2.壓縮模量Es：土在側(cè)限條件下豎向壓應(yīng)力與豎向總應(yīng)變的比值，或稱為側(cè)限模量。說明：土的壓縮模量Es與土的的壓縮系數(shù)a成反比，Es愈大，a愈小，土的壓縮性愈低。土的壓縮試驗(yàn)一、概述1、土體在受外力作用后，其體積變小的現(xiàn)象稱為土的壓縮。一、概述2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定孔隙比與壓力的關(guān)系，繪制壓縮曲線，計(jì)算壓縮系數(shù)a0。二、儀器設(shè)備1、固結(jié)儀；2、環(huán)刀（內(nèi)徑為61.8mm，高度為20mm）、秒表、天平、修土刀、烘箱。二、儀器設(shè)備中壓三聯(lián)固結(jié)儀電子天平修土刀二、儀器設(shè)備鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)徑61.8mm環(huán)刀二、儀器設(shè)備鋁盒鋼絲鋸1、確定土樣實(shí)驗(yàn)前的密度。2、確定土樣實(shí)驗(yàn)前的含水率。3、對(duì)土樣進(jìn)行加壓實(shí)驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）先在壓縮儀底部的透水石上加一濕潤的濾紙，套上剛性護(hù)環(huán)，再將試樣連同環(huán)刀一起推入容器內(nèi)，然后在試樣上方順序放上濾紙、透水石和傳壓板，置于加壓框架下，對(duì)準(zhǔn)加壓框架正中。四、加壓步驟（2）施加預(yù)壓荷載（1kpa）,檢查試樣與儀器上下接觸是否良好，然后微調(diào)百分表，使長(zhǎng)針讀數(shù)為零。四、加壓步驟（3）分四級(jí)荷載，開始加荷載實(shí)驗(yàn)，加荷大小與級(jí)數(shù)根據(jù)實(shí)際需要確定。本次實(shí)驗(yàn)采用常規(guī)實(shí)驗(yàn)確定用50、100、200、400等四級(jí)荷重順序加壓，由于受時(shí)間所限制，每級(jí)荷載的歷時(shí)為10分鐘，直至第四級(jí)荷重施加完畢為止。四、加壓步驟（4）加壓及變形過程見動(dòng)畫四、加壓步驟土體在加壓中，只存在豎向變形，不存在側(cè)向變形。1、按下式計(jì)算試樣初始孔隙比e0五、成果整理（計(jì)算與繪圖）2、某一壓力范圍內(nèi)的壓縮系數(shù)ai五、成果整理（計(jì)算與繪圖）式中：e0——試樣的初始孔隙比；ds——土粒比重；五、成果整理（計(jì)算與繪圖）式中：ρw——水的密度，g/cm3；ω0——實(shí)驗(yàn)前的含水量；五、成果整理（計(jì)算與繪圖）式中：ρ0——實(shí)驗(yàn)前土的密度；ei——某一壓力下穩(wěn)定孔隙比；五、成果整理（計(jì)算與繪圖）式中：pi——某一壓力值（kpa）；hi——固結(jié)后試樣高度；五、成果整理（計(jì)算與繪圖）式中：h0——實(shí)驗(yàn)前試樣高度，20mm；∑△hi——試樣固結(jié)后變形量，mm.五、成果整理（計(jì)算與繪圖）3.以孔隙比為縱坐標(biāo)，壓力為橫坐標(biāo)，繪制孔隙比與壓力的關(guān)系曲線，通稱壓縮曲線，在壓縮曲線上取P1=0.1Mpa和P2=0.2Mpa相應(yīng)的e1、e2計(jì)算壓縮系數(shù)a0和壓縮模量Es:五、成果整理（計(jì)算與繪圖）五、成果整理（計(jì)算與繪圖）p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲線△p△e4.根據(jù)壓縮系數(shù)大小，來評(píng)價(jià)土的壓縮性高低：五、成果整理（計(jì)算與繪圖）a0<0.1Mpa-1為低壓縮性土；0.1≤a0<0.5Mpa-1為中壓縮性土；a0≥0.5Mpa-1為高壓縮性土；現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)和變形模量一、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)是在工程現(xiàn)場(chǎng)通過千斤頂逐級(jí)對(duì)置于地基土上的載荷板施加荷載,觀測(cè)記錄沉降隨時(shí)間的發(fā)展以及穩(wěn)定時(shí)的沉降量S,將上述試驗(yàn)得到的各級(jí)荷載與相應(yīng)的穩(wěn)定沉降量繪制成P-S曲線，即獲得了地基土荷載試驗(yàn)的結(jié)果，如圖1。1.試驗(yàn)方法一、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)圖1現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)示意圖（a）堆重式（b）地錨式一、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)試驗(yàn)點(diǎn)一般布置在勘查取樣的鉆孔附近。一般規(guī)定試坑寬度不應(yīng)小于3b(b為承壓板的寬度或直徑)。注意一、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)承壓板的面積一般為0.25~1.0m2，挖試坑和放置試驗(yàn)設(shè)備時(shí)必須注意保持試驗(yàn)土層的原狀土結(jié)構(gòu)和天然濕度，試驗(yàn)土層頂面一般采用不超過20mm厚的粗砂、中砂找平。注意一、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)第一級(jí)荷載(包括設(shè)備重力)應(yīng)接近所卸除的自重應(yīng)力，其相應(yīng)的沉降不計(jì)，以后每級(jí)荷載增量對(duì)較軟的土采用10～25kPa，對(duì)較密實(shí)的土采用50kPa。2.試驗(yàn)加荷標(biāo)準(zhǔn)一、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)加荷等級(jí)不應(yīng)小于8級(jí)，最終施加的荷載應(yīng)接近土的極限荷載，并不少于荷載設(shè)計(jì)值的兩倍。2.試驗(yàn)加荷標(biāo)準(zhǔn)一、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)1)每級(jí)加載后，按間隔l0min、l0min、l0min、15min、15min，以后每間隔半小時(shí)讀一次沉降，當(dāng)連續(xù)兩小時(shí)內(nèi)每小時(shí)的沉降量小于0.1mm時(shí)，可以認(rèn)為變形已趨于穩(wěn)定，可加下一級(jí)荷載。3.載荷試驗(yàn)的觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)一、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)2)當(dāng)出現(xiàn)有下列現(xiàn)象之一時(shí)，即可認(rèn)為土已達(dá)到極限狀態(tài)：3.載荷試驗(yàn)的觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)一、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)①承壓板周圍土有明顯的側(cè)向擠出隆起(砂土)或發(fā)生裂紋(粘性土和粉土)；3.載荷試驗(yàn)的觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)一、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)②沉降急劇增大，P-S曲線出現(xiàn)陡降段；3.載荷試驗(yàn)的觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)一、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)③在某一級(jí)荷載下，24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；3.載荷試驗(yàn)的觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)一、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)④S/b≥0.06。當(dāng)滿足終止加載的前三個(gè)條件之一時(shí)，其對(duì)應(yīng)的前一級(jí)荷載為極限荷載。3.載荷試驗(yàn)的觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)一、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)根據(jù)沉降觀測(cè)記錄并進(jìn)行修正后(即P-S曲線的直線段應(yīng)通過坐標(biāo)原點(diǎn))，如圖2所示。4.繪制P-S曲線圖2荷載試驗(yàn)的P-S曲線一、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)從同一荷載下沉降與時(shí)間的關(guān)系來看，不同的土在變形過程中所反映的特征也是不一樣的，砂土的沉降很快就達(dá)到穩(wěn)定，而飽和粘土卻很慢。4.繪制P-S曲線二、試驗(yàn)方法現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，對(duì)地基擾動(dòng)較小，土中應(yīng)力狀態(tài)在承載板較大時(shí)與實(shí)際基礎(chǔ)情況比較接近，測(cè)出的指標(biāo)比較能較好地反映土的壓縮性質(zhì)。二、試驗(yàn)方法但工作量大、時(shí)間長(zhǎng)，所規(guī)定沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)帶有較大的近似性，據(jù)有些地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，它所反映的土的固結(jié)程度通常僅相當(dāng)于實(shí)際建筑施工完畢時(shí)的早期沉降。二、試驗(yàn)方法此外，載荷試驗(yàn)的影響深度一般只能達(dá)(1.5~2)b。二、試驗(yàn)方法變形模量是指土體在無側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值，大小值可由載荷試驗(yàn)結(jié)果求得，在P-S曲線的直線段或接近于直線段任選