土的压缩特性
e
1.0 0.9 0.8 0.7
三、土的压缩性指标
（一）室内固结试验与压缩曲线
100
200 300 400
e~p曲线
p(kPa)
100
1000
e~lgp曲线
p(lg，kPa)
9-2
（二）压缩系数
土的压缩特性
三、土的压缩性指标
e
1.0
e1 e2
0.9 0.8 0.7 0.6
e
p
e1 e2 e av p 2 p1 p
土的压缩与固结
河海大学 岩土工程研究所
Research Institute of Geotechnical Engineering, Hohai Univerczity
9-0
体积变形 土体变形 形状变形
概
述
在附加应力作用下，地基土将产生体积缩小，从而引起 建筑物基础的竖直方向的位移（或下沉）称为沉降。
1+e2
土粒
1
9-2
土的压缩特性
三、土的压缩性指标
（四）其它压缩性指标 变形模量E ：土体在无侧限条件下应力与应变之比。
x x E E y z y y x y E E z z E E x y
2、孔隙气体的压缩变形； 3、孔隙中的水和气体有一部分向外排出。
固结：土的压缩随时间增长的过程。
9-2
土的压缩特性
二、单向固结模型
单向固结：饱和土体在某一压力作用下，压缩随着孔隙水
的逐渐向外排出而增长。如果孔隙水只沿一个方向排出， 土的压缩也只在一个方向发生（一般指竖直方向），此时 的固结为单向固结。
9-2
土的压缩特性
二、单向固结模型
饱和土体在某一压力作用下的固结过程就是土体中
各点的超静孔隙水应力不断消散、附加有效应力相应增加 的过程，或者说超静孔隙水应力逐渐转化为有效应力的过 程，而在转化过程中，任一时刻任一深度处的应力始终遵 循有效应力原理。
9-2
土的压缩特性
三、土的压缩性指标
（一）室内固结试验与压缩曲线 由于刚性护环所
9-1
有效应力原理
把饱和土体中由孔隙水来承担或传递的应力定义为 孔隙水应力，常以u表示。
u whw
把通过粒间的接触面传递的应力称为有效应力。
Ns A
把孔隙水应力和有效应力之和称为总应力。
FS
NS
u
NS
FS
9-1
A： 土单元的截面积 As： 颗粒接触点的截面积 Aw： 孔隙水的截面积
百分表
限，试样只能在竖向
产生压缩，而不能产 生侧向变形，故称为
传压板
滤纸 透水石 水槽 环刀 护环 滤纸 透水石
单向固结试验或侧限
固结试验。
试样
9-2
P
土的压缩特性
三、土的压缩性指标
（一）室内固结试验与压缩曲线
p3
p2 p1
t
e e0 e1 e2 e3
t
9-2
e
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0
9-2
p w
土的压缩特性
二、单向固结模型
h
p
p
h h
p
h 0
t0
附加应力:σz=p 超静孔压: u0 = σz=p
0t
附加应力:σz=p
t
附加应力:σz=p
超静孔压: 0 < u <p
附加有效应力:
超静孔压: u =0
附加有效应力:σ’z=p
附加有效应力:σ’z=0
0 < σ ’z < p
土的压缩特性
三、土的压缩性指标
（四）其它压缩性指标 体积压缩系数mV：土体在单位应力作用下单位体积 的体积变化。
V 1 e1 1 e2 mV pV p 1 e1 e1 e2 e 1 p 1 e1 p 1 e1 av 1 e1
有效应力原理
A = AS + Aw

u ' u ' u 'u u ' u
a
A A ' ( A As )u
As (1 )u A
'
a
(1 )u
u
9-2
土的压缩特性
一、土的压缩与固结
压缩：在外力作用下，土体体积缩小的现象。 在外力作用下，土体体积为什么会缩小呢？ 1、土粒本身和孔隙中水的压缩变形；
体积
p
孔隙
e1
1+e1 e2
1+土的压缩性指标
（四）其它压缩性指标 压缩模量ES ：土体在无侧向变形条件下，竖向应力 与竖向应变之比。
p 1 e1 p Es e e A z 1 2 e1 e2 1 e1 A p p 1 e1 1 e1 e av 1 mv
土的类别 a1-2 (MPa-1) >=0.5 0.1-0.5 高压缩性土
e1 e2
0.9 0.8 0.7 0.6
e
p
p1
中压缩性土
低压缩性土
<0.1
p2 e~p曲线
p(kPa)
9-2
e
土的压缩特性
三、土的压缩性指标
（三）压缩指数与回弹再压缩指数
1.0 0.9 0.8
1
Cc
Cc
e1 e2 lg p2 lg p1
lg
e p1 p p1
0.7
100 1000
e~lgp曲线
p(lg，kPa)
9-2
土的压缩特性
e
1
Cc
三、土的压缩性指标
（三）压缩指数与回弹再压缩指数
e
塑性 变形 弹性 变形
回弹曲线 初始压缩曲线
A
再压缩曲线 初始压缩曲线
1 CS
P(kPa)
p(lg，kPa)
9-2
土体本构模型——弹性非线性。
2 2 z 2 2 E 1 Es 1 z 1 1
p1 p2 e~p曲线
p(kPa)
9-2
（二）压缩系数
土的压缩特性
三、土的压缩性指标
e
1.0
e1 e2
0.9 0.8 0.7 0.6
e
p
p 2 p '' p e~p曲线 1
''
e''
p1
p(kPa)
p '' 2
9-2
（二）压缩系数
土的压缩特性
三、土的压缩性指标
e
1.0
a v1 2
e1 e2 e p 2 p1 100
体积
p
孔隙
e1
1+e1 e2
1+e2
土粒
1
9-2
土的压缩特性
三、土的压缩性指标
（四）其它压缩性指标 压缩模量ES ：土体在无侧向变形条件下，竖向应力 与竖向应变之比。
体积
低压缩性 中压缩性 高压缩性
Es 15MPa Es 4 ~ 15MPa Es 4MPa
p
孔隙
e1
1+e1 e2