地基土压缩变形公式推导示意图（每天一点土力学）

地基土压缩变形公式推导示意图（每天一点土力学）如图所示， 试验时，用金属环刀（内径８０ ｍｍ，高 ２０ ｍｍ）切取原状土样，并置于压缩容器的刚性护环内，使土样在压缩过程中不能侧向膨胀，仅发生竖向变形。 土样上、下各垫有一块透水石，土样受压后土中水可以自由排出。 在天然状态下或经人工饱和后，对土样进行逐级加压固结，通过百分表对竖向变形量进行量测。 每一级荷载通常保持 ２４ ｈ，或者在竖向变形达到稳定后施加下一级荷载，一般施加５ 级荷载。 试验完成后，烘干土样，测其干重。压缩仪示意图压缩容器部分如图（ｂ）所示。压缩容器示意图

前言

建筑物的上部荷载通过基础传给地基，并在地基中扩散，由于土是可以压缩的，地基在附加应力的作用下，必然会产生沉降变形。 地基变形的大小取决于两个方面，一方面是建筑物基底压力 p，它与建筑物的荷载大小、基础底面面积、基础埋深及基础形状有关；另一方面取决于土的压缩性质。

从工程意义上来说，地基的沉降分为均匀沉降和不均匀沉降。 当建筑物均匀下沉时，从结构安全的角度，不会对建筑物造成很大影响，但是过大的沉降会严重影响建筑物的美观及正常使用；当建筑物发生不均匀沉降时，将会影响建筑物的结构和使用安全，严重的会造成建筑物倒塌。 不少房屋建筑工程事故中，包括建筑物的倾斜或严重下沉、墙体开裂、基础断裂、设备管道排水倒流等，都是由于土的压缩性高或压缩性不均匀，造成地基严重沉降或不均匀沉降。

因此，在工程设计及施工中，必须根据建筑物的情况和勘探试验资料，计算基础可能发生的沉降量和沉降差，并设法将其控制在建筑物容许范围内。 必要时还应采取一些措施，尽量减小地基沉降可能给建筑物带来的危害。

固结试验

土的压缩性

压缩仪示意图

压缩容器部分如图（ｂ）所示。

压缩容器示意图

试验时，用金属环刀（内径８０ ｍｍ，高 ２０ ｍｍ）切取原状土样，并置于压缩容器的刚性护环内，使土样在压缩过程中不能侧向膨胀，仅发生竖向变形。 土样上、下各垫有一块透水石，土样受压后土中水可以自由排出。 在天然状态下或经人工饱和后，对土样进行逐级加压固结，通过百分表对竖向变形量进行量测。 每一级荷载通常保持 ２４ ｈ，或者在竖向变形达到稳定后施加下一级荷载，一般施加５ 级荷载。 试验完成后，烘干土样，测其干重。

如图所示，

设土样的初始高度为 H ０ ，在荷载 p 作用下土样稳定后的总压缩量为 s。 设土颗粒体积为 V ｓ ＝１，根据土孔隙比的定义，受压前后土的孔隙体积 V ｖ 分别为 e ０ 和 e，由于试验时土样处于侧限条件下，故受压前后土样的横截面面积不变。 据此求得受压前后土样横截面面积分别为：

则有

由上式推得试验过程中孔隙比 e 的计算公式，即

只要测得每级荷载 p 下土样压缩稳定后的压缩量 s，就可以根据上式计算出相应的孔隙比e，从而绘制土的压缩曲线，或称 e-p 曲线，如图 （ａ）所示；

e-p 曲线

如果横坐标 p 采用半对数，则得到e-ｌgp 曲线，如图（ｂ）所示。

e-ｌgp 曲线