土力学与地基基础：土的压缩指标及曲线

现场原始压缩曲线是指现场土层在其沉积过程中由上覆土重产生的压缩曲线，简称为原始压缩曲线。由于取土等使土样不可避免地受到扰动，通过室内压缩试验得到的压缩曲线并非现场地基土的原始（位）压缩曲线，得到的压缩性指标也不是土的原始指标。因此，为使地基固结沉降的计算更接近实际，有必要在弄清压缩土层的应力历史和固结状态的基础上，对室内压缩曲线进行修正，以获得符合现场地基土的原始压缩曲线和指标。

对于正常固结土，试验研究表明，土的扰动程度越大，土的压缩曲线越平缓。如图4-16所示的e-lgp曲线中的ab段表示在现场成土的历史过程中已经达到固结稳定状态。B点压力是土样在应力历史上所经受的先期固结应力pc，它等于现有的覆盖土自重应力p1。在现场应力增量作用下，孔隙比e的变化将沿着ab段的延伸线发展（图中虚线bc段）。但是，原始压缩曲线ab段不能由室内试验直接测得，只有将一般室内压缩曲线加以修正后才能求得。这是由于扰动的影响，取到试验室的试样即使十分小心地保持其天然初始孔隙比不变，仍然会引起试样中有效应力的降低（如土中的水平线bd所示）。

正常固结土的原始压缩曲线，可根据施默特曼（Schmertmann，1955）的方法，按下列步骤将室内压缩曲线加以修正后求得（见图4-17）。

图4-16　正常固结土的扰动对压缩性的影响

图4-17　正常固结土原始压缩曲线

（1）先作b点，其横坐标为试样现场自重应力p1，由e-lgp曲线资料分析p1等于B点所对应的先期固结应力pc，其纵坐标为现场孔隙比，若土样保持不膨胀，取初始孔隙比e0。

（2）再作c点，由室内压缩曲线上孔隙比等于0.42e0处确定。这是根据许多室内压缩试验发现的，对于同一种土，无论土样的扰动程度如何，室内压缩曲线的直线段都将在孔隙比约为0.42e0处交于一点，由此推想原始压缩曲线也大致交于该点。

（3）作直线bc，这线段就是原始压缩曲线的直线段，该线段的斜率即为正常固结土的压缩指数Cc值。

对于超固结土，如图4-18所示。相应于原始压缩曲线abc中b点压力是土样的应力历史上曾经受到的最大压力，就是先期固结应力pc（pc＞p1），后来，有效应力减少到现有土自重应力p1（相当于原始回弹曲线bb1上b1点的压力）。在现场应力增量的作用下，孔隙比将沿着原始再压缩曲线b1c变化。压力超过先期固结应力后，曲线将与原始压缩曲线的延伸线（图中虚线bc段）重新连接。同样。由于土样扰动的影响，孔隙比保持不变情况下仍然引起了有效应力的降低（图中水平线b1d所示）。当试样在室内加压时，孔隙比变化将沿着室内压缩曲线发展。

超固结土的原始压缩曲线，可按下列步骤求得（见图4-19）：

（1）先作b1点，其横、纵坐标分别为试样的现场自重压力p1和现场孔隙比e0；

（2）过b1点作一直线，其斜率等于室内回弹曲线和再压缩曲线的平均斜率，该直线与通过B点的垂线（其横坐标相应于先期固结应力值）交于b点，b1b即为原始再压缩曲线，其斜率为回弹指数Ce（根据经验可知，因为试样受到扰动，使初次室内压缩曲线的斜率比原始再压缩曲线的斜率要大得多，室内回弹和再压缩曲线的平均斜率则更接近原始再压缩曲线的斜率）；(www.xing528.com)

（3）再作c点，由室内压缩曲线上孔隙比等于0.42e0处确定；

（4）作直线bc，这线段就是原始压缩曲线的直线段，该线段的斜率即为压缩指数Cc值。

对于欠固结土，由于自重应力作用下的压缩尚未确定，只能近似地按正常固结土一样的方法求得原始压缩曲线，从而确定压缩指数Cc。

图4-18　正常固结土的扰动对压缩性的影响

图4-19　正常固结土原始压缩曲线

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土的压缩性与其沉积和受荷历史即应力历史有密切关系，已经达到固结稳定状态后的土更适宜工程。青年人在平时要不断积累沉淀、夯实根基，为中华民族伟大复兴贡献自己的力量。

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