天津城市建设学院土木系岩土教研室
5.2 固结试验及压缩性指标
土力学
5.2.1
固结试验和压缩曲线
5.2.2
土的压缩系数和压缩指数
5.2.3
土的压缩模量和体积压缩系数
5.2.4
回弹曲线和再压缩曲线
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5.2.2
土的压缩系数和压缩指数
土力学
土的压缩系数：土体在侧限条件下孔隙比减小量与有效压力增 量的比值，即e-p曲线中某一压力段的割线斜率。 e e0 利用单位压力增量所引起得孔 e1 e2 M1
e1 e2 斜率Cc lg p2 lg p1
e-lgp曲线后压力段接近直线，
其斜率Cc为：
e1 e2 Cc e / lg( p2 / p1 ) lg p2 lg p1
同压缩系数一样，压缩指数Cc 值越大，土的压缩性越高。低 压缩性土的Cc值一般小于0.2， Cc值大于0.4为高压缩性土。
第5章 土的压缩性
土力学
5.1
5.2 5.3 5.4 5.5
概述
固结试验及压缩性指标 应力历史对压缩性的影响
土的变形模量
土的弹性模量
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第5章 土的压缩性
土力学
5.1
5.2 5.3 5.4 5.5
概述
固结试验及压缩性指标 应力历史对压缩性的影响
土的变形模量
土的弹性模量
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第5章 土的压缩性
土力学
5.1
5.2 5.3 5.4 5.5
概述
固结试验及压缩性指标 应力历史对压缩性的影响
土的变形模量
土的弹性模量
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5.2 固结试验及压缩性指标
土力学
5.2.1
固结试验和压缩曲线
5.2.2
土的压缩系数和压缩指数
5.2.3
△e △p
e e1 e2 斜率a ＝ p p2 p1 隙比改变表征土的压缩性高低 de a M2 d p
在压缩曲线中，实际采用割 线斜率表示土的压缩性
p1 p2 e-p曲线
常用p1＝100kPa、 p2＝200kPa 对应的压缩系数a1-2评价土的 压缩性
p
a
e e e2 ＝ 1 p p2 p1
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5.3.1 沉积土（层）的应力历史
先期固结压力pc的确定（卡萨格兰德法）
土力学
1. 在e-lgp曲线上，找出 曲率最大点m
2. 作水平线m1
e
C
A m B 1 3 2
3. 作m点切线m2
4. 作m1,m2 的角分线m3 5. m3与试验曲线的直线段 交于点B 6. B点对应于先期固结压 力pc
固结试验和压缩曲线
土力学
百分表 加压上盖
普通直角坐标e-p曲线 压缩系数a(MPa-1)、压缩模量Es(MPa) 加荷率（前后两级荷载之差与前一 级荷载之比）取≤1 一般按50、100、200、300、400kPa 五级加荷，第一级压力软土宜从 12.5或25kPa开始。 半对数直角坐标e-lgp曲线 压缩指数Cc 初始阶段加荷率取0.5 一般按12.5、18.75、25、37.5、50、 100、200、300、400、800、1600、 3200kPa 注意：读数时间
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5.3.1 沉积土（层）的应力历史
土力学
先期固结压力（前期固结压力）：天然土层在历史上受过最大 固结压力（指土体在固结过程中所受的最大竖向有效应力）。 根据应力历史分类：
正常固结土
在历史上所经受的先期固结压力等于现有覆盖土重 历史上曾经受过大于现有覆盖土重的先期固结压力 先期固结压力小于现有覆盖土重
室内土的三轴压缩试验或无侧限抗压试验，可以测定土的 弹性模量E；还可以测定土的抗剪强度指标。当考虑应力历史 对土的压缩性影响时，可以测定土的压缩指数Cc等指标。
原位的测试方法：现场（静）载荷试验（浅层平板载荷试 验、深层平板载荷试验），利用与其它现场试验（如标贯、静 力触探、圆锥动力触探等）建立关系间接求出变形模量
1 a mv Es 1 e1
说明：同土的压缩系数a一样， mv值越大，土的压缩性越高
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5.2 固结试验及压缩性指标
土力学
5.2.1
固结试验和压缩曲线
5.2.2
土的压缩系数和压缩指数
5.2.3
土的压缩模量和体积压缩系数
5.2.4
回弹曲线和再压缩曲线
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5.2 固结试验及压缩性指标
土力学
5.2.1
固结试验和压缩曲线
5.2.2
土的压缩系数和压缩指数
5.2.3
土的压缩模量和体积压缩系数
5.2.4
回弹曲线和再压缩曲线
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5.2.3 土的压缩模量和体积压缩系数
土力学
∆H
土的压缩模量：土体在侧限条件下的竖向附加压应力与竖向应 变之比值。 p1 H 1 e p
压缩稳定需要很长一段时间
粘性土
土的固结：土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程
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5.1
概述
土力学
固结试验可以测定土的压缩系数a和压缩模量Es等压缩性指 标。 室内土样在侧限条件下所完成的固结，称为K0固结。K0为土 的静止侧压力系数，也是静止土压力系数。天然土层在自重应 力作用下或在大面积荷载作用下，所完成的固结均为K0固结
土
超固结土 次固结土
超固结比OCR：先期固结压力与现有覆盖土重之比。 OCR=1 正常固结土
OCR pc p1
先期固结压力，kPa 现有覆盖土重，kPa
OCR>1 超固结土
OCR<1 欠固结土 《高层建筑岩土工程勘察规程》OCR＝1.0～1.2为正常固结土。
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5.3.1 沉积土（层）的应力历史
D
pc
p(lg)
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5.3.2 现场原始压缩曲线及压缩性指标
土力学
e1 d e0
现场原始压缩曲线：现场土层在其沉积过程中由上覆土重原本 存在的压缩曲线，简称原始压缩曲线。 1、正常固结土的原始压缩曲线 p c= p 1 e
b
A B
1 3
对正常固结土先期固结压力 pc=p1(试样现场自重压力）
剥蚀前地面 现在地面
土力学
hc
现在地面
现在地面
h
p 1 =γ h
A类土层pc=p1
正常固结土
h
p 1 =γ h h h c
B类土层pc>p1
超固结土
p 1 =γ h
C类土层pc<p1
次固结土
确定先期固结压力，应结合场地地形、地貌等形成历史的调查资料加以判 断，如历史上由于自然力（流水、冰川等地质作用的剥蚀）和人工开挖等剥去 原始地表土层，或在现场堆载预压作用等，都可能使土层成为超固结土；新近 沉积的粘性土、粉土、海滨淤泥、年代不久的人工填土及地下水位发生下降， 都可使土层处于欠固结状态。
5.3.2 现场原始压缩曲线及压缩性指标
2、超固结土的原始压缩曲线
土力学
e
e1 d e0
室内 压缩 曲线
b1
p1
A
室内 回弹 曲线
原位再压 缩曲线Ce
b
pc
根据超固结土试样现场自重压力 p1，e1为现场孔隙比（土样不膨 胀，e1=e0)，画出db1段
画出室内回弹曲线与再压缩曲线 的平均斜率，通过b1点作一斜率 与之相等的直线，与通过B点的 垂线交于b点，b1b就是原始再压 缩曲线，斜率为回弹指数Ce。 以0.42e0在压缩曲线上确定c点 通过b、c两点的直线即为所求的 原位压缩曲线，斜率为压缩指数 C c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
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5.2.2
土的压缩系数和压缩指数
土力学
土的压缩指数：土体在侧限条件下孔隙比减小量与有效压力常 用对数值增量的比值，即e-lgp曲线中某一压力段的直线斜率。
5.1
概述
土力学
土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性
压缩量的组成 固体颗粒的压缩 占总压缩量的1/400不到， 土中水的压缩 忽略不计 空气的排出 压缩量主要组成部分 水的排出 说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果
无粘性土
透水性好，水易于排出 透水性差，水不易排出
压缩稳定很快完成
刚性护环
环刀
土样
透水石
底座
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5.2.1
固结试验和压缩曲线
土力学
∆Hi
2.e-p曲线 研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律 p Vv＝e0
H0 H0/(1+e0)
Vv＝ei
H1 H1/(1+ei)
Vs＝1
Vs＝1 整理
1
土样在压缩前后变 形量为∆Hi，整个过 程中土粒体积和底 面积不变
5.2.4
回弹曲线和再压缩曲线
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5.2.1
固结试验和压缩曲线
土力学
压缩曲线是土的孔隙比与所受压力的关系曲线，从 而得到土的压缩性指标
三联固结仪
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