土具有在压力下可以体积缩小的特性,这是土的压缩性。土的压缩性是需要一些指标来衡量的。土体积压缩係数便是这样的一个指标,土体积压缩係数是土在有侧限条件下压缩性的一个重要指标,定义为土样的体积应变增量与压应力增量的比值。
基本介绍
- 中文名:土体积压缩係数
- 外文名:volume compression coefficient of soil
- 学科:工程地质学
- 定义:评价土的压缩性的指标
土的压缩性
土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性。
引起原因
土的压缩主要是由于孔隙体积减少而引起的。
土的压缩量的组成:(1)固体颗粒的压缩(2)土中水的压缩(3)空气的排出(4)水的排出
其中固体颗粒的压缩和土中水的压缩只占总压缩量的400分之一不到,可以忽略不计。空气的排出和水的排出是压缩量的主要组成部分。
饱和土是由固体颗粒和水组成,在工程上一般的压力(100~600kPa)作用下,固体颗粒和水本身的体积压缩量非常微小,可不予考虑。但由于土中水具有流动性,在外力作用下会沿着土中孔隙排出,从而引起土体积减少而发生压缩。
土的固结
粘性土的压缩会随时间而增长,这个随时间而增长的过程就称为土的固结。
粘性土与非粘性土的区别:
非粘性土透水性好,水易于排出,所以压缩稳定很快就可以完成。
粘性土透水性差,水不易排出,所以压缩稳定需要很长一段时间完成。
土的压缩曲线
根据固结试验的结果可绘製压力p与相应的稳定孔隙比e的关係曲线(如图所示),称为土的压缩曲线。
压缩曲线可以按两种方式绘製,一种是按普通直角坐标绘製的e~p曲线;另一种是用半对数直角坐标绘製的e~lgp曲线。
同一种土的孔隙比并不是固定不变的,所谓的稳定也只是指附加应力完全转化为有效应力而言的。
压缩曲线

压缩性不同的土,曲线形状不同,曲线愈陡,说明在相同压力增量作用下,土的孔隙比减少得愈显着,土的压缩性愈高。
压缩係数
土的压缩係数为土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值。
利用单位压力增量所引起得孔隙比改变表征土的压缩性高低。
土的压缩係数公式为:

压缩係数与土所受的荷载大小有关。可用p1=100kPa、 p2=200kPa对应的压缩係数评价土的压缩性。当压缩係数a<0.1MPa-1时为低压缩土,0.1MPa-1≤a<0.5MPa-1时为中压缩土,a≥0.5MPa-1时为高压缩土。
压缩係数

压缩模量
土在完全侧限条件下竖向应力增量Δp与相应的应变增量Δε的比值,称为侧限压缩模量,简称压缩模量,用Es表示。

无侧向变形,即横截面积不变,根据土粒所占高度不变的条件,ΔH可用相应的Δe=e1-e2孔隙比的变化来表示:



从上式可以看出,压缩模量Es也不是常数,而是随着压力大小而变化。土的压缩模量Es与土的的压缩係数a成反比,压缩模量Es愈大,压缩係数a愈小,土的压缩性愈低。
土的压缩模量是评价土的压缩性和计算地基变形的重要指标,具有重要的工程研究价值。
体积压缩係数
土的体应变εV与竖向应力增量Δp的比值,称为体积压缩係数,用mV表示。

mV与a的单位相同,a表示单位压应力变化引起的孔隙比变化,mV表示单位压应力变化引起的单位体积变化。
此外,由
可以看出,体积压缩係数与压缩模量成倒数关係。
