2019岩土工程师基础考试考点冲刺：土的压缩性与地基沉降

　　土的压缩性与地基沉降

　　一、土的压缩试验与压缩曲线

　　地基土在压力作用下体积缩小的特性称为压缩性，主要由土中孔隙水和气体被排出，土粒重新排列造成。土压缩过程中颗粒体积保持不变，见图18-16。

　　室内侧限压缩试验(亦称固结试验)是研究土压缩性的最基本方法。

　　图18-17为试验装置压缩仪的主要部分压缩容器简图，其中金属环刀用来切取土样，环刀内径通常有6.18cm和8cm两种，相应的截面积为30cm2和50cm2，高度为2cm;切有土样的环刀置于刚性护环中，由于金属环刀及刚性护环的限制，使得土样在竖向压力作用下只能发生竖向变形，而无侧向变形;在土样上下放置的透水石是土样受压后排出孔隙水的两个界面;在水槽内注水，以使土样在试验过程中保持浸在水中，以上方法主要用于饱和土。如需做不饱和土的侧限压缩试验，就不能浸土样于水中，但需要用湿棉纱或湿海绵覆盖于容器上，以免土样内水分蒸发;竖向的压力通过刚性板施加给土样;土样产生的压缩量可通过百分表量测。

　　试验时用环刀切取钻探取得的保持天然结构的原状土样，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，所以切土方向还应与土天然状态时的垂直方向一致。常规压缩试验的加荷等级p分别为50kPa、100kPa、200kPa、400kPa。每一级荷载要求恒压24h或当在1h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ΔH，这称为慢速压缩试验法。实际工程中，为减少室内试验的工作量，不要求达到变形稳定，每级荷载只恒压1～2h，测定其压缩量，只是在最后一级荷载作用下才压缩到24h，这称为快速压缩试验法，但试验结果需经校正才能用于沉降计算。，其他特殊要求的压缩试验的加荷等级则较为复杂，此处不再赘述。

　　(一)压缩系数与压缩模量

　　(二)压缩指数和回弹指数。

　　上面的室内侧限压缩试验中连续递增加压，得到了常规的压缩曲线，现在如果加压到某一值Pi[相应于图18-20a)中曲线上的b点]后不再加压，而是逐级进行卸载直至零，并且测得各卸载等级下土样回弹稳定后的土样高度，进而换算得到相应的孔隙比，即可绘制出卸载阶段的关系曲线，如图所示bc曲线，即为回弹曲线(或膨胀曲线)。可以看到不同于一般的弹性材料的是，回弹曲线不与初始加载的曲线ab重合，卸载至零时，土样的孔隙比没有恢复到初始压力为零时的孔隙比e0。这就显示了土残留了一部分压缩变形，称之为残余变形，但也恢复了一部分压缩变形，称之为弹性变形。

　　二、基础沉降

　　工程上需要计算两种沉降，地基的最终沉降量(即基础沉降量)及任意时刻的沉降量。地基的最终沉降量计算，假定土体为线弹性体。