變形模量

變形模量

定義：土的變形模量是通過現場載我的夢想600字 荷試驗求得的壓縮性指標，即在部分側限條件

下，其應力增量與相應的應變增量的比值。

能較真實地反映天然土層的變形特性。其缺點是載荷試驗設備笨重、歷時長和花

錢多，且深層土的載荷試驗在技術上極為困難，故常常需要根據壓縮模量的資料來估

算土的變形模量。

與壓縮模量、彈性模量的區別

土的壓縮模量：在完全側限條件下，土的豎向附加應力增量與相應的應變增量之

比值，它可以通過室內壓縮試驗獲得。

土的彈性模量：土的彈性模量根據測定方法不同，可分為“靜彈模”和“動彈模”。

靜彈模采用靜三軸儀測定。彈性模量為加卸載該曲線上應力與應變的比值。動彈模，

可用室內動三軸儀測得，當土樣固結后，分級施加動應力，進行不排水的振動試驗，

一般保持動應力幅值不變，振動次數視工程實際條件而定可用雙曲線方程來描述，也

稱切線彈模。

土的變形模量和壓縮模量，是判斷土的壓縮性和計算地基壓縮變形量的重要指

標。由于兩者在壓縮時所受的側限條件不同，對同一種土在相同壓應力作用下兩種模

量的數值顯然相差很大。三種模量的試驗方法不同，反映在應力條件、變形條件上也

不同。壓縮模量是在室內有側限條件下的一維變形問題，變形模量則是在現場的三維

空盡管也造句 間問題；另外土體變形包括了可恢復的(彈性)變形和不可恢復的(塑性)變形兩部分。

壓縮模量和變形模量是包括了殘余變形在內的，與彈性模量有根本區別，而壓縮模量

與變形模量的區別又在于是否有側限。在工程應用上，我們應根據具體問題采用不同

的模量。

為了建立變形模量和壓縮模量的關系，在地基設計中，常需測量土的側壓力系數

和側膨脹系數。

側壓力系數：是指側向壓力x與豎向壓力z之比值，即：

＝x/z

土的側膨脹系數（泊松比）：是指在側向自由膨脹條件下受壓時，測向膨脹的

應變x與豎向壓縮的應變z之比值，即

＝x/z

根據材料力學廣義胡克定律推導求得和的相互關系，

＝/(1－)或＝/（1＋）

土的側壓力系數可由專門儀器測得，但側膨脹系數不易直接測定，可根據土的側

壓力系數，按上式求得。

在土的壓密變形階段，假定土為彈性材這是英文 料，則可根據材料力學理論，推導出變形

模量E0和壓縮模量Es之間的關系。

令＝1-2^2/(1-)則Eo＝Es

當＝0～0.5時，＝1～0，即Eo/Es的比值在0～1之間變化，即一般Eo小于

Es。但很多情況下Eo/Es都大于1。其原因為：一方面是土不是真正的彈性體，并

具有結構性；另一方面就是土的結構影響；三是兩種試驗的要求不同。

、的理論換算值

土的種類

碎石土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

粉質粘土0.25～0.350.83～0.62

粘土0.25～0.400.83～0.47

注：E0與Es之間的關系是理論關系，實際上，由于各種因素的影響，E0值可

能是Es值的幾倍。

地基土物理力學性質指標建議值表表十一

指標

土名

重度

(kN/m3)

承載力

特征值

fak(kPa)

壓縮

模量

Es(MPa)

變形

模量

Eo(Mpa)

抗剪強度指標

基床

系數

K(kN/m3)

天然單

軸極限

抗壓強

度(MPa)

內聚力

C(kPa)

內摩

擦角

（）

雜填土16.56035

素填土17.0703.0810

粘土20.02109.045.015.0

粉質粘土19.52008.030.013.0

粉土18.51405.015.018.0

細砂18.01004.0015

中砂19.51508.0020

松散卵石20.01901糯米粉做法 2.00252.5104

稍密卵石21.035020.00302.8104

中密卵石22.055030.00353.0104

密實卵石23.080040.00403.5104

強風化泥巖21.026016.0302.6104

中風化泥巖22.565045.04.01044.5

土的壓縮模量：在完全側限條件下，土的豎向附加應力增量與相應的應變增量之

比值，它可以通過室內壓縮試驗獲得。

土的變形模量是通嘴角發炎怎么辦 過現場載荷試驗求得的壓縮性指標，即在部分側限條件下，其

應力增量與相應的應變增量的比值。

壓縮模量

compressionmodulus

物體在受單向或單軸壓縮時應力與應變的比值。實驗上可由應力-應變曲線起始

段的斜率確定。徑向同性材料的壓縮模量值常與其楊氏模量值近似相等。

土的壓縮模量指在側限條件下土的垂直向應力與應變之比，是通過室內試驗得到

的，是判斷土的壓縮性和計算地基壓縮變形量的重要指標之一。

壓縮模量當量值

就是按各層壓縮量進行加權平均的模量。

舉個例子，3層土：

層1：壓縮模量8MPa，沉降量是70mm

層2：壓縮模量5MPa，沉降量是100mm

層3：壓縮模量8MPa，沉降量是50mm

壓縮模量當量值=（8x70+5x100+8x50）/（70+100+50）=6.65MPa

在一般工程中，常用不允許產生側向變形(側限條件)的側限壓縮試驗來測定土的

壓縮性指標，雖然不符合土的實際情況，但在壓縮性土層厚度比荷載面寬度小很

多的情況下，有其實用價值。

側限壓縮試驗的主要裝置，稱為壓縮儀，或稱固結儀，用金屬環刀切取保持天然

結構的原狀土樣，置入—剛性護環內，其上、下面都有透水石以便于土，t1水的

排出。試驗時，通過加壓板向試樣施加壓力，由于護環所限，土樣在壓力作用下

只可能產生豎向壓縮，而無側向變形，故稱側限壓縮試驗。土樣進行逐級加壓固

結，以便測定各級壓力作用下土樣壓縮至穩定時孔隙比的變化，據此繪制壓縮曲

線。

液性指數

對粘性土來說，有一個指標叫液性指數，是判斷土的軟硬狀態的。

液性指數IL=(-p)/(L-p)。

液性指數≤0堅硬；0<液性指數≤0.25硬塑；0.25<液性指數≤0.75可塑；

0.75<液性指數≤1軟塑；液性指數>1流塑。

液性指數與土的類別及含水量有關，同一種土，含水量越大則液性指數越大，土

質越軟。

泊松比

法國數學家SimeomDenisPoisson為名。

在材料的比例極限內，由均勻分布的縱向應力所引起的橫向應變與相應的縱向應

變之比的絕對值。比如，一桿受拉伸時，其軸向伸長伴隨著橫向收縮(反之亦然)，而

橫向應變e'與軸向應學習總結ppt 變e之比稱為泊松比V。材料的泊松比一般通過試驗方法測

定。

可以這樣記憶：空氣的泊松比為0，水的泊松比為0.5，中間的可以推出。

主次泊松比的區別MajorandMinorPoisson'sratio

主泊松比PRXY，指的是在單軸作用下，X方向的單位拉（或壓）應變所引起的

Y方向的壓（或拉）應變

次泊松比NUXY，它代表了與PRXY成正交方向的泊松比，指的是在單軸作用下，

Y方向的單位拉（或壓）應變所引起的X方向的壓（或拉）應變。

PRXY與NUXY是有一定關系的：PRXY/NUXY=EX/EY

對于正交各向怎么換顯卡 異性材料，需要根據材料數據分別輸入主次泊松比，

但是對于各向同性材料來說，選擇PRXY或NUXY來輸入泊松比是沒有任何區

別的，只要輸入其中一個即可

塑性指數

反映粘性土的可塑性的大小，綜合反映出該種土的固有特性（指顆粒組成、礦

物成分、結構性等），可作為粘性土分類的指標。

塑性是表征粘性土物理性能一個重要特征，一般用塑性指數Ip來表示。過去的

研究表明，粘性土的許多力學特性和變形參數均與塑性指數有密切的關系。早在1957

年，Skempton就曾建立了一個由塑性指數Ip來估算天然軟粘土層不排水抗剪強度

cu的著名關系式(即cu/p′0=0.11+0.0035Ip，這里p′0為有效上覆固結壓力).其它一些

學者也相對粘性土的塑性對另外一些重要參數的影響進行了分析，如Alpan[1]提出了

一個用塑性指數Ip來估算靜止側壓力系數K0的方法。Naka[2]對人工配制和天然

海質粘土兩個系列共12種試樣的飽和粘性土的試驗表明，壓縮指數CC和回彈指數

CS均與塑性指數IP之間有較好的線性關系。白冰[3]在對重塑飽和軟粘土的再固結性

狀進行研究時也注意到，初始再固結體積壓縮系數mr0與塑性指數Ip也有較好的線

性關系。

液限

土從流動狀態轉變為可塑狀態的界限含水率稱為液限，用wL表示，我國采用錐

式液限儀來測定。其工作過程是：將粘性土調成均勻的濃糊狀，裝滿盛土杯，刮平杯

口表面，將76克重圓錐體輕放在試樣表面的中心，使其在自重作用下徐徐沉入試樣，

若圓錐體經5秒種恰好沉入10mm深度，這時杯內土樣的含水量就是液限wL值。為

了避免放錐時的人為晃動影響，可采用電磁放錐的方法。

搓滾法測塑限

土從可塑狀態轉變為半固體狀態的界限含水率稱為塑限，用wp表示，用搓滾法

測定。即將土先調勻成硬塑狀態，然后在毛玻璃板上再用手掌慢慢搓滾成細條，用力

均勻，當土條搓成直徑正好為3mm時產生橫向裂縫并開始斷裂，此時土條的率就是

塑限wp值。

壓縮模量、變形模量和彈性模量都是對土的變形能力的不同表達，各自適用于不同情況。

壓縮模量也叫側限壓縮模量是土在完全側限條件下豎向附加應力與相應豎向應變的比值。變

形模量是在現場原位測得的，是無側限條件下應力與應變的比值，可以比較準確地反映土在

天然狀態下的壓縮性，這也是為什么砂土要用變形模量指標的緣故。壓縮模量和變形模量之

間可以互相換算，兩者間是倍數的關系，土越堅硬倍數越大，軟土則兩者比較接近。

彈性模量是正應力與彈性（即可恢復）正應變的比值。在計算飽和粘性土地基上瞬時加荷所

產生的瞬時沉降時，就要采用彈性模量。