变形模量压缩模量

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1、变形模量　　定义：土的变形模量是通过现场载荷试验求得的压缩性指标，即在部分侧限条件下，其应力增量与相应的应变增量的比值。　　能较真实地反映天然土层的变形特性。其缺点是载荷试验设备笨重、历时长和花钱多，且深层土的载荷试验在技术上极为困难，故常常需要根据压缩模量的资料来估算土的变形模量。　　与压缩模量、弹性模量的区别　　土的压缩模量：在完全侧限条件下，土的竖向附加应力增量与相应的应变增量之比值，它可以通过室内压缩试验获得。　　土的弹性模量：土的弹性模量根据测定方法不同，可分为“静弹模”和“动弹模”。静弹模采用静三轴仪测定。弹性模量为加卸载该曲线

2、上应力与应变的比值。动弹模，可用室内动三轴仪测得，当土样固结后，分级施加动应力，进行不排水的振动试验，一般保持动应力幅值不变，振动次数视工程实际条件而定可用双曲线方程来描述，也称切线弹模。　　土的变形模量和压缩模量，是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标。由于两者在压缩时所受的侧限条件不同，对同一种土在相同压应力作用下两种模量的数值显然相差很大。三种模量的试验方法不同，反映在应力条件、变形条件上也不同。压缩模量是在室内有侧限条件下的一维变形问题，变形模量则是在现场的三维空间问题；另外土体变形包括了可恢复的(弹性)变形和不可恢复的(塑

3、性)变形两部分。压缩模量和变形模量是包括了残余变形在内的，与弹性模量有根本区别，而压缩模量与变形模量的区别又在于是否有侧限。在工程应用上，我们应根据具体问题采用不同的模量。　　为了建立变形模量和压缩模量的关系，在地基设计中，常需测量土的侧压力系数ξ和侧膨胀系数μ。　　侧压力系数ξ：是指侧向压力δx与竖向压力δz之比值，即：　　ξ＝δx/δz　　土的侧膨胀系数μ（泊松比）：是指在侧向自由膨胀条件下受压时，测向膨胀的应变εx与竖向压缩的应变εz之比值，即　　μ＝εx/εz　　根据材料力学广义胡克定律推导求得ξ和μ的相互关系，　　ξ＝μ/(1－μ

4、)或μ＝ε/（1＋ε）　　土的侧压力系数可由专门仪器测得，但侧膨胀系数不易直接测定，可根据土的侧压力系数，按上式求得。　　在土的压密变形阶段，假定土为弹性材料，则可根据材料力学理论，推导出变形模量E0和压缩模量Es之间的关系。　　令β＝1-2μ^2/(1-μ)则Eo＝βEs　　当μ＝0～0.5时，β＝1～0，即Eo/Es的比值在0～1之间变化，即一般Eo小于Es。但很多情况下Eo/Es都大于1。其原因为：一方面是土不是真正的弹性体，并具有结构性；另一方面就是土的结构影响；三是两种试验的要求不同。　　μ、β的理论换算值　　土的种类μβ　　碎石

5、土0.15～0.200.95～0.90　　砂土0.20～0.250.90～0.83　　粉土0.23～0.310.86～0.72　　粉质粘土0.25～0.350.83～0.62　　粘土0.25～0.400.83～0.47　　注：E0与Es之间的关系是理论关系，实际上，由于各种因素的影响，E0值可能是βEs值的几倍。地基土物理力学性质指标建议值表表十一指标土名重度γ(kN/m3)承载力特征值fak(kPa)压缩模量Es(MPa)变形模量Eo(Mpa)抗剪强度指标基床系数K(kN/m3)天然单轴极限抗压强度(MPa)内聚力C(kPa)内摩擦角φ（

6、º）杂填土16.56035素填土17.0703.0810粘土20.02109.045.015.0粉质粘土19.52008.030.013.0粉土18.51405.015.018.0细砂18.01004.0015中砂19.51508.0020松散卵石20.019012.00252.5×104稍密卵石21.035020.00302.8×104中密卵石22.055030.00353.0×104密实卵石23.080040.00403.5×104强风化泥岩21.026016.0302.6×104中风化泥岩22.565045.04.0×1044.5土的

7、压缩模量：在完全侧限条件下，土的竖向附加应力增量与相应的应变增量之比值，它可以通过室内压缩试验获得。土的变形模量是通过现场载荷试验求得的压缩性指标，即在部分侧限条件下，其应力增量与相应的应变增量的比值。压缩模量　　compressionmodulus　　物体在受单向或单轴压缩时应力与应变的比值。实验上可由应力-应变曲线起始段的斜率确定。径向同性材料的压缩模量值常与其杨氏模量值近似相等。　　土的压缩模量指在侧限条件下土的垂直向应力与应变之比，是通过室内试验得到的，是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。压缩模量当量值就是按各层压缩

8、量进行加权平均的模量。举个例子，3层土：层1：压缩模量8MPa，沉降量是70mm层2：压缩模量5MPa，沉降量是100mm层3：压缩模量8MPa，沉降量是50mm压缩模量当量值=