土具有在压力下可以体积缩小的特性,这是土的压缩性。根据街固实验,我们可以得到压力与空隙比的关係。土压缩曲线就是根据固结试验的结果,绘製出的描述压力p与相应的稳定孔隙比e关係的曲线。
基本介绍
- 中文名:土压缩曲线
- 外文名:compression curve of soil
- 学科:工程地质学
- 定义:描述土的孔隙比随压力变化的曲线
结固试验
结固试验也称为室内侧限压缩试验。
实验装置
压缩仪
环刀内径通常有6.18cm和8cm两种,截面积为30cm2和50cm2,高度为2cm。

实验过程
用环刀切取钻探取得的保持天然结构的原状土样,并置于圆筒形压缩容器的刚性护环内。由于地基沉降主要与土竖直方向的压缩性有关,且土是各向异性的,所以切土方向应与土天然状态时的垂直方向一致。土样上下各垫一块儿透水石,受压后可自行排水。由于金属环刀和刚性护环的限制,土样在压力作用下只能发生竖向压缩变形,而无侧向变形。土样在天然状态下或经过人工饱和后,进行逐级加压固结,以便测定各级压力
作用下土样压缩稳定后的空隙比
。


常规加荷等级p为:50、100、200、300、400kPa。每一级荷载要求恆压24小时或当在1小时内的压缩量不超过0.005mm时,认为变形已经稳定,并测定稳定时的总压缩量。
孔隙比的求算式子
设土样的初始高度为
,受压后土样高度为
,则
,
为外压力p作用下土样的稳定压缩量。根据土的孔隙比的定义以及土粒体积
不会变化,又令
,则土样孔隙体积
在受压前相应等于初始孔隙比
,在受压后相应等于孔隙比
(如图1所示)。
图1










为求土样稳定后的孔隙比
,利用受压前后土粒体积不变和土样横截面积不变的两个条件,得出:


其中
,其中
、
、
、
分别为土粒比重、初始含水量、初始密度和水的密度。这样,只测定土样在各级压力p作用下的稳定压缩量
后就可按上式求出相应的孔隙比
从而绘製土的压缩曲线。







绘製方式
压缩曲线有两种绘製方式:
一种是採用普通直角坐标系绘製的e-p曲线,如图2所示。在常规试验中,为保证试样和仪器上下各部件之间的接触良好,先施加1kPa的预压载荷,然后调整读数为0。为了减少土的结构强度被扰动,加荷率(前后两级载荷之差与前一级载荷之比)取小于等于1。一般按p=50、100、200、300、400kPa五级加荷。对于软土试验第一级压力宜从12.5kPa,或25kPa开始。最后一级压力应大于土中计算点的自重应力与预计附加应力之和。
图2

第二种是横坐标取p的常用对数值,即採用半对数直角坐标绘製成e-logp曲线,如图3所示,初始阶段加荷率应为0.5,试验时以较小的压力开始,採取小增量多级加荷方式,并加到较大的载荷为止,压力等级宜为12.5、18.75、25、37.5、50、100、200、400、800、1600、3200kPa,第一级压力必须从12.5kPa开始,最后一级压力应大于地基中计算点的自重应力与预计附加应力之和。e-p曲线可确定土的压缩係数a、压缩模量Es等压缩性指标;e-logp曲线可确定土的压缩指数C等压缩性指标。另外,固结试验结果还可绘製试样压缩变形与时间平方根(或时间对数)关係曲线,可测定土的竖向固结係数cv,它是单向固结理论中表示固结速度的一个特性指标。
