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「建筑界」岩土工程师必知压缩模量与变形模量(2)
作者:网站采编关键词:
摘要：二、第二种 1、用压缩模量还是变形模量要看你的基础形式及尺寸大小，无论是压缩模量还是变形模量都是试验做出来的，没有一个能真实反应在基础下的
二、第二种
1、用压缩模量还是变形模量要看你的基础形式及尺寸大小，无论是压缩模量还是变形模量都是试验做出来的，没有一个能真实反应在基础下的变形问题。如果是采用较大的基础形式，如：筏板基础，由于其面积较大，周围的侧压几乎可以忽略不计，应该取压缩模量，而对于较小尺寸的基础，由于土体的侧向位移对整个地基影响较大，应该采用变形模量。
2、承载力的大小跟模量的大小没有一个固定的关系。总体上模量大，承载力大。
3、变形模量与压缩模量关系：E0=βES，β<1，Eo、Es的关系跟你的取样有关系，由于取样后的卸荷、运输中的震动，都会造成压缩模量的减小。而载荷试验由于不存在扰动从而比较好的反应了土的变形，因此会造成β>1的情况。但由于荷载板的大小的跟基础的大小存在差异，所以还是不能真实的反应基础下土体的变形特征。
总之，土的变形是一个复杂的过程，不是能通过简单的试验就能完全模拟的，我们所做的就是尽可能符合实际的模拟它的特性，这就需要一个工程师的经验和平时的积累，不要指望计算值=实际值。 一家之言，欢迎讨论。
三、第三种
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。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。
公式
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)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 μ β
碎石土 0.15～0.20 0.95～0.90
砂土 0.20～0.25 0.90～0.83
粉土 0.23～0.31 0.86～0.72
粉质粘土 0.25～0.35 0.83～0.62
粘土 0.25～0.40 0.83～0.47
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
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来源建筑界：
文章来源：《岩土工程学报》 网址: http://www.ytgcxb.cn/zonghexinwen/2020/1107/419.html
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