土的压缩性和固结理论
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第4章土的压缩性及固结理论
侧限压缩试验（又称固结试验）：在压缩过程 侧限压缩试验（又称固结试验）：在压缩过程 ）： 中只发生竖向变形，不发生侧向变形。 中只发生竖向变形，不发生侧向变形。
（1）试验装置： 试验装置：
4
（2）试验方法： 试验方法：
常规压缩试验（慢速压缩试验法），分 级 常规压缩试验（慢速压缩试验法），分5级 ）， 加荷： 、 加荷：50、100、200、300、400 KPa 每级荷 、 、 、 载恒压24h 或变形速率 或变形速率<0.005mm/h，测定每级 载恒压 ， 荷载稳定时的总压缩量 ⊿h ，计算出相应的稳定 孔隙比。 孔隙比。
30
∂u ∂u cv 2 = − ∂z ∂t
2
奥地利学者太沙基（K．Terzaghi，1925）公式 可用于求解一维侧限应力状态下，饱和粘性土地基 受外荷载作用下发生渗流固结过程中任意时刻的土 骨架及孔隙水的应力分布情况。
31
该方程属抛物线型偏微分方程，用分离变量法解此方 程，得通解为：
初始条件、边界条件如下：
24
（5）孔隙比的变化与有效应力的变化成正比即压缩 系数a保持不变。 （6）外荷载一次瞬时施加，且在固结过程中保持不 变。 （7）土体变形完全是孔隙水压力消散引起的。
25
2. 一维固结微分方程的建立 外荷一次施加后单位时间内流入和流出微单元体的 水量：
26
∂h q′ = kiA = k − dxdy ∂z 2 ∂h ∂ h q′′ = k − − 2 dxdy ∂z ∂z
18
4.2.3 弹性模量及其试验测定 弹性模量E： 弹性模量 ：正应力与弹性（即可恢复）正应变的比值。 测定方法： 测定方法：采用三轴仪进行三轴重复压缩试验，以应力一
土力学土的压缩性与固结理论
z
1 E0
[ z
(
y
x)]
Es
z z
z
z
Es
1 E0
[
z
2k0
z
]
z
Es
β
E0
(1 2k0 )Es
(1
2
1 )Es
(1
2
2
1
)Es
E0 Es
三、土的弹性模量
土体地无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量，称为弹性 模量。
一般采用室内三轴压缩试验或单轴压缩无侧限抗压强度试验得到 的应力—应变关系曲线所确定的初始切线模量或相当于现场荷载 条件下的再加荷模量。
力的关系曲线，称为回弹 曲线。
回弹曲线bc并不沿压缩曲线回升，而要平缓得多，这 说明土受压缩发生变形，卸压回弹，但变形不能全部恢复，
其中可恢复的部分称为弹性变形，不能恢复的称为残余变 形。
若再重新逐级加压，则可测得再压缩曲线。土在重复
荷载作用下，在加压与卸压的每一级重复循环中都将走新
的路线，形成新的滞后环。
❖ （2） 压缩指数Cc 土体在侧限条件下孔隙比减小量与竖向有效压应力常用对数值增 量的比值，即e-lgp曲线中某一压力段的斜率。
Cc
lg
e1 p2
e2 lg
p1
Cc<0.2时， 低压缩土； 0.2≤Cc<0.4MPa-1时，中压缩性； Cc≥0.4时， 高压缩性土
❖ （3）压缩模量
是土体在完全侧限条件下，竖向附加应力与竖向应变的比值， 或称侧限模量，用Es表示。
E0
(1
2)
p1b s1
沉降影响系数 地基土的泊松比
b 承压板的边长或直径 s1 与所取定的比例界限p1相对应的沉降
第5章 土的压缩性和固结理论
5.2.1 土的压缩试验和压缩曲线
室内压缩试验是在图5-1所示的常规单向压缩仪上进行的。
图5-1 常规单向压缩仪及压缩试验示意图
5.2.1 土的压缩试验和压缩曲线
试验时，用金属环刀取高为20mm、直径为50mm（或30mm）的土样， 并置于压缩仪的刚性护环内。土样的上下面均放有透水石。在上透 水石顶面装有金属圆形加压板，供施荷。压力按规定逐级施加，后 一级压力通常为前一级压力的两倍。常用压力为：50，100，200， 400和800kPa。施加下一级压力，需待土样在本级压力下压缩基本 稳定（约为24小时），并测得其稳定压缩变形量后才能进行。（先 进的实验设备可实现连续加荷。）
上述观点还可从图5-6所示的回弹和再压缩曲线得到印证。由于土样在 pb作用下已压缩稳定，故在b点卸压后再压缩的过程中当土样上的压 力小于pb，其压缩量就较小，因而再压缩曲线段cd较压缩曲线平缓， 只有当压力超过pb，土样的压缩量才较大，曲线才变陡。
因此，土的压缩性与其沉积和受荷历史（即应力历史）有密切关系。
压缩曲线是压缩试验的主要成果，表示的是各级压力作用下 土样压缩稳定时的孔隙比与相应压力的关系。
绘制压缩曲线，须先求得对应于各级压力的孔隙比。
孔隙比的计算
由实测稳定压缩量计算孔隙比的方法如下： 设土样在前级压力p1作用下压缩稳定后的高度为H1，孔隙比为e1;
在本级压力p2作用下的稳定压缩量为ΔH（指由本级压力增量Δp= p2- p1引起的压缩量），高度为H2=H1 -ΔH ，孔隙比为e2 。
然而，与连续介质弹性材料不同，土的变形模量与试验条件， 尤其是排水条件密切相关。对于不同的排水条件，E0具有不同的值。 这与弹性力学不同，故取名为变形模量。
从压缩模量Es计算E0
土力学 第5章 土的压缩与固结
地下水 位
持力层
下卧层
工程事故——建筑物倾斜、严重下沉、墙体开裂和地基断裂
地基变形值——沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜 地基变形要求：地基变形值＜规范允许值
土具有变形特性
荷载作用
荷载大小
地基发生沉降 一致沉降 （沉降量） 差异沉降 （沉降差）
土的压缩特性 地基厚度
建筑物上部结构产生附加应力
影响建筑物的安全和正常使用
a △ p s H 1 e1 △p s H Es
△e e1 e2 压缩系数 a △p △p
压缩模量 E S
1 e1 a
此三个公式都可以计算压缩量、沉降量
a △ p s H 1 e1
△p s H Es
F
填土
一层土的沉降量是这样 计算，
地下水位
黏土
多层土的总沉降量如何 计算呢？
工程实例 墨西哥某宫殿 存在问题： 沉降2.2米 ，且左右两 部分存在明 显的沉降差 。 地基：20多米厚的黏土
由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触
基坑开挖，引起地面、阳台裂缝
修建新建筑物：引起原有建筑物开裂
高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除
47m
39
150 194 199 175 87
0.9 0.8 0.7 0.6 0
△e
△p
100
200 300 400
p (kPa)
为了便于应用和比较，通常采用压力间隔由 p1 100kPa 增加 到 p 2 200kPa 时所得的压缩系数 a12 来评价土的压缩性。
（课本第77页）
压缩模量——是土在无侧向变形条件下，竖向应力 与应变的比值。 土的压缩模量可根据下式计算：
5土的压缩性和固结理论
衡量土的压缩性，即 Es(12) (1e1)/a12 ，式中 e1 为对应于
p1=100kPa 的孔隙比。
关系式（5-5）的求证
由式（5-1）可得：压力增量 Δp=p2－p1作用下的竖向应变
增量 为 z：
z
He1 e2 H1 1e1
故由Es的定义即得：
E s p z(1e e 1 1 ) p (e 22 p 1)1 ae1
e1 、 e2——相应于p1、 p2作用下压缩稳定后的孔隙比。
用压缩系数评价土的压缩性
通常用压力间隔由p1=100kPa增加至 p2=200kPa所得的压缩系数a1-2来评 价土的压缩性：a1-2≥0.5属高压缩性；a1-2=0.1~0.5属中压缩性；a1-2 ≤0.1属低压缩性（表5-1）。
表5-1 土的压缩性评定标准
其中
1122 (1(1)1()2)1
00.5 01,E0Es
5.2.5 土的回弹曲线与再压缩曲线
1. 土的回弹曲线和再压缩曲线（图5-6） 也通过压缩试验得到。
图5-6 土的回弹曲线和再压缩曲线
5.2.5 土的回弹曲线与再压缩曲线
2. 描述：在压缩试验过程中加压至某值 pb (图5-6(a)中b点)后逐级卸压， 土样即回弹。绘制相应的孔隙比与压力的关系曲线，称为回弹曲线， 如图中bc段所示。由于土体不是弹性体，故卸压后土样在压力 pb 作 用下发生的总压缩变形（即与 e0-eb 相当的压缩量）并不能完全恢复， 而只能恢复其一部分。可恢复的这部分变形（即与 ec-eb 相当的压缩 量）是弹性变形，不可恢复的变形（即与 e0-ec 相当的压缩量）则称 为残余变形。如卸压后又重新逐级加压至 pf ，则相应的孔隙比与压 力的关系曲线段称为再压缩曲线，如图中 cdf 所示。试验研究表明， 再压缩曲线段 df 与原压缩曲线 ab 之间的连接一般是光滑的，即 df 段与土样未经卸压和再压而直接逐级加压至 pf 的压缩曲线 abf 是基 本重合的。同样，也可在半对数坐标上绘制土的回弹曲线和再压缩 曲线，如图5-6(b)所示。
p1=100kPa 的孔隙比。
关系式（5-5）的求证
由式（5-1）可得：压力增量 Δp=p2－p1作用下的竖向应变
增量 为 z：
z
He1 e2 H1 1e1
故由Es的定义即得：
E s p z(1e e 1 1 ) p (e 22 p 1)1 ae1
e1 、 e2——相应于p1、 p2作用下压缩稳定后的孔隙比。
用压缩系数评价土的压缩性
通常用压力间隔由p1=100kPa增加至 p2=200kPa所得的压缩系数a1-2来评 价土的压缩性：a1-2≥0.5属高压缩性；a1-2=0.1~0.5属中压缩性；a1-2 ≤0.1属低压缩性（表5-1）。
表5-1 土的压缩性评定标准
其中
1122 (1(1)1()2)1
00.5 01,E0Es
5.2.5 土的回弹曲线与再压缩曲线
1. 土的回弹曲线和再压缩曲线（图5-6） 也通过压缩试验得到。
图5-6 土的回弹曲线和再压缩曲线
5.2.5 土的回弹曲线与再压缩曲线
2. 描述：在压缩试验过程中加压至某值 pb (图5-6(a)中b点)后逐级卸压， 土样即回弹。绘制相应的孔隙比与压力的关系曲线，称为回弹曲线， 如图中bc段所示。由于土体不是弹性体，故卸压后土样在压力 pb 作 用下发生的总压缩变形（即与 e0-eb 相当的压缩量）并不能完全恢复， 而只能恢复其一部分。可恢复的这部分变形（即与 ec-eb 相当的压缩 量）是弹性变形，不可恢复的变形（即与 e0-ec 相当的压缩量）则称 为残余变形。如卸压后又重新逐级加压至 pf ，则相应的孔隙比与压 力的关系曲线段称为再压缩曲线，如图中 cdf 所示。试验研究表明， 再压缩曲线段 df 与原压缩曲线 ab 之间的连接一般是光滑的，即 df 段与土样未经卸压和再压而直接逐级加压至 pf 的压缩曲线 abf 是基 本重合的。同样，也可在半对数坐标上绘制土的回弹曲线和再压缩 曲线，如图5-6(b)所示。
第四章-土的压缩与固结资料
土的压缩变形常用孔隙比e的变化来表示。 根据固结试验的结果可建立压力p与相应的稳 定孔隙比的关系曲线，称为土的压缩曲线。
压缩曲线可以按两种 方式绘制，一种是按 普通直角坐标绘制的 e~p曲线；另一种是 用半对数直角坐标绘 制的e~lgp曲线。
1、e～p曲线
2、e～lgp曲线
（二）压缩系数
式中：av称为压缩 系数，即割线 M1M2 的 坡 度 ， 以 kPa-1 或 MPa-1 计 。 e1 ， e2 为 p1 ， p2 相 对应的孔隙比。
对于天然土，当OCR＞1时，该土是超固结土 ；当OCR=1时，则为正常固结土。如果土在 自重应力po作用下尚未完全固结，则其现有 有效应力poˊ小于现有固结应力po，即poˊ＜ po，这种土称为欠固结土。对欠固结土，其 现有有效应力即是历史上曾经受到过的最大
有效应力，因此，其OCR=1，故欠固结土实 际上是属于正常固结土一类。
V1
HA H
V1 V2 (1 e1)Vs (1 e2 )Vs e1 e2
V1
(1 e1)Vs
1 e1
无侧向变形条件下的土层压缩量计算 公式为
根据av，mv和Es的定义，上式又 可表示为
所以：
无侧向变形条件下的土层压缩量计算公式为
根据av，mv和Es的定义，上式又可表示为
第4节 地基沉降计算的e～p曲线法
思考：次固结沉降由什么荷载引起？
二、土的压缩性指标
（一）室内固结试验与压缩曲线 为了研究土的压缩特性，通常可在试验室内进行 固结试验，从而测定土的压缩性指标。室内固结 试验的主要装置为固结仪，如图所示。 用这种仪器进行试验时，由于 刚性护环所限，试样只能在竖 向产生压缩，而不能产生侧向 变形，故称为单向固结试验或 侧限固结试验。
土的压缩性及固结理论
第4章 土的压缩性
学习指导
学习目标
学习土的压缩性指标确定方法，掌握有效应力 原理、一维固结机理的分析计算方法。
学习基本要求
1．掌握土的压缩性与压缩性指标确定方法 2．掌握有效应力原理 3．掌握太沙基一维固结理论
4.1 概述 4.2 固结试验及压缩性指标 4.3 饱和土中的有效应力 4.4 土的单向固结理论
t
透水石 试样
一、e - p曲线 e
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0 100 200 300 400
P
p1
p2
p3
p(kPa )
e0
e s
e1 H1 e2 H2 H3 e3
t
ei = e0 − (1 + e0 )H i / H 0
t
孔隙比e与压缩量∆H 的关系
e0 1
孔隙
ΔH
e
H H0
无粘性土 粘性土
透水性好，水易于排出
压缩稳定很快完成
透水性差，水不易排出 压缩稳定需要很长一段时间
3、有效应力：土骨架承担由颗粒之间的接触传递 应力。粘性土固结过程，实质是土中有效增长的过 程。 4、压缩性指标 室内试验 侧限压缩、三轴压缩等 (压缩系数，压缩模量) 室外试验 荷载试验、旁压试验等 (变形模量)
太沙基 – 土力学的奠基人
土体是由固体颗粒骨架、孔隙 流体（水和气）三相构成的碎 散材料，受外力作用后，总应 力由土骨架和孔隙流体共同承 受。 • 对所受总应力，骨架和孔隙 流体如何分担？ • 它们如何传递和相互转化？ • 它们对土的变形和强度有何 影响？
外荷载 → 总应力 σ
Terzaghi的有效应力原理和固结理论
a c b d
e
学习指导
学习目标
学习土的压缩性指标确定方法，掌握有效应力 原理、一维固结机理的分析计算方法。
学习基本要求
1．掌握土的压缩性与压缩性指标确定方法 2．掌握有效应力原理 3．掌握太沙基一维固结理论
4.1 概述 4.2 固结试验及压缩性指标 4.3 饱和土中的有效应力 4.4 土的单向固结理论
t
透水石 试样
一、e - p曲线 e
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0 100 200 300 400
P
p1
p2
p3
p(kPa )
e0
e s
e1 H1 e2 H2 H3 e3
t
ei = e0 − (1 + e0 )H i / H 0
t
孔隙比e与压缩量∆H 的关系
e0 1
孔隙
ΔH
e
H H0
无粘性土 粘性土
透水性好，水易于排出
压缩稳定很快完成
透水性差，水不易排出 压缩稳定需要很长一段时间
3、有效应力：土骨架承担由颗粒之间的接触传递 应力。粘性土固结过程，实质是土中有效增长的过 程。 4、压缩性指标 室内试验 侧限压缩、三轴压缩等 (压缩系数，压缩模量) 室外试验 荷载试验、旁压试验等 (变形模量)
太沙基 – 土力学的奠基人
土体是由固体颗粒骨架、孔隙 流体（水和气）三相构成的碎 散材料，受外力作用后，总应 力由土骨架和孔隙流体共同承 受。 • 对所受总应力，骨架和孔隙 流体如何分担？ • 它们如何传递和相互转化？ • 它们对土的变形和强度有何 影响？
外荷载 → 总应力 σ
Terzaghi的有效应力原理和固结理论
a c b d
e
土力学_第5章(固结与压缩)
P0 P H
③计算地基中自重应力σsz分布
不排水
孔隙水压力
孔隙水压力
（五）三轴压缩试验成果—应力--应变关系
1 3
(1 3 ) y
1 3
f
E
1
b c
②-超固结土或密实砂 b ③-正常固结土或松砂
①-理想弹塑性
a O
b点为峰值强度
土 的 本 构 模 型
线弹性-理想塑性 1 3 1 2
1
应变硬化段
应变软化段
C
s
p
lg '
（五）三轴压缩试验
三轴试验测定： 轴向应变 轴向应力 体应变或孔隙水压力
轴向加压杆 顶帽
压力室
试 样
有机玻璃罩 橡皮膜 加压进水
类型 固结排水 施加σ3时 固结
透水石 排水管
量测体应变或 孔隙水压力
阀门
施加σ1-σ3时 排水
量 测 体应变
固结不排水
不固结不排水
固结
不固结
不排水
将地基分成若干层，认为整个地基 的最终沉降量为各层沉降量之和。
n n
o
s si i H i
i 1 i 1
ΔS1 ΔS2 ΔS3 ΔS4 Δ Si ΔSn
i第i层土的
压缩应变
z v
e e1 e2 1 e1 1 e1
z
取基底中心点下的附加应力进行计算，以基底中点的沉降代
400
e-p曲线
p(kPa)
（σ'）
Δp
（σ'）
p(kPa)
Δ p相等而 ΔeA> ΔeB,所以曲线A的压缩性 ＞曲线B的压缩性
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（A）超载大的孔隙水压力大（B）超载小的孔隙水压力大
（C）两者无差异
35.粘土层的厚度均为 ，情况之一是双面排水，情况之二是单面排水。当地面瞬时施加一无限均布荷载，两种情况土性相同， ，达到同一固结度所需时间差多少？
（A） 倍（B） 倍（C） 倍
36.粘土层的厚度均为 ，情况之一是双面排水，情况之二是单面排水，当地面瞬时施加一无限均布荷载，两种情况土性相同， ，在同一时间 下，两种情况的土层固结度差多少？
（A）条形荷载情况固结度大（B）无限均布荷载固结度大
（C）两种情况的固结度相同
32.粘土层在外荷载作用下固结度达到 ，土体中还有没有自由水存在？
（A）只有薄膜水，没有自由水（B）有自由水
（C）有薄膜水和毛细水
33.在三种黏土层性质相同，厚度，排水情况及地面瞬时作用超载等列于下面，试问达到同一固结度所需时间有何差异？
（A） （B） （C）
答案：
1.D 2.A 3.A 4.C 5.C 6.A 7.B 8.B 9.B 10.A 11.B 12.C 13.B 14.A 15.C 16.A 17.B 18.A 19.A 20.B 21.B 22.C 23.A 24.C 25.A 26.B 27.A 28.B 29.B 30.C 31.A 32.B 33.C 34.A 35.B 36.C
（2）若黏土层为单面排水，固结度达 所需的时间？
11如图所示，求 、 两土层完成固结所需的时间比 是多少？
12如图所示，测得 点的前期固结压力 ，试判断其天然固结状态。
13在荷载 作用下，非饱和土样孔隙比 ，饱和度为 ，当荷载增加至 时，饱和度为 ，试问土样的压缩系数 为多少？并求土样的压缩模量。
14一饱和土样，初始孔隙比 ，土粒比重 ，荷载增至 ，土样压缩了 ，土样的含水量变化了多少？（土样高度为 ）
（C） ，中压缩性土（D） ，高压缩性土
14.使土体积减小的最主要的因素是（）。
（A）土孔隙体积的减小（B）土粒的压缩
（C）土中密封气体的压缩（D）土中水的压缩
15.土的一维固结微分方程表示了（）。
（A）土的压缩性大小与固结快慢
（B）固结度与时间和深度的关系
（C）孔隙水压力与时间和深度的关系
（D）孔隙水压力与时间的关系
（A） ＞ （B） ＝ （C） ＜
22.从野外地基载荷试验 曲线上求得的土的模量为：
（A）压缩模量（B）弹性模量（C）变形模量
23.在室内压缩试验中，土样的应力状态与实际中哪一种荷载作用下土的应力状态相一致：
（A）无限均布荷载（B）条形均布荷载（C）矩形均布荷载
24.用分层总和法计算地基沉降时，附加应力曲线表示什么应力？
9某土样进行室内压缩试验，土样 ， ， ，环刀高为 。
当 时，稳定压缩量 ， 时， 。求：
（1）土样的初始孔隙比 和 、 对应的孔隙比 、 ；
（2）压缩系数 和压缩模量 ；
（3）评价土的压缩量。
10已知厚 的黏土层，从中取厚 土样进行室内压缩试验（双面排水），一小时后固结度达 。求：
（1）黏土层在同样条件下（双面排水）固结度达 所需的时间；
（B）压缩系数 与压缩模量 成反比
（C）压缩系数越大，土的压缩性越低
（D）压缩模量越小，土的压缩性越低
10.室内压缩试验中，当土样承受 时，其孔隙比 ，土样承受竖向压应力 时，其孔隙比 ，则该土属于（）。
（A）高压缩性土（B）中压缩性土（C）低压缩性土
11.在 压缩曲线中，压力 为（）。
（A）自重应力（B）有效应力（C）总应力（D）孔隙水压力
三
1.如图所示两个性质相同的粘土层（ ， 相同），问：
（1）这两个粘土层达到同一固结度 时，所需的时间是否相同，为什么？
（2）达同一固结度 时，二者压缩量是否相同，为什么？
2.如图所示，推导一维渗透固结理论的微分方程：
3.侧限压缩试验，试件初始厚度为 ，当垂直压力由 增加到 时，变形稳定，试件厚度由 变为 ，试验结束后卸去全部荷载，厚度变为 （试验全过程试件均处于饱和状态）。取出试件测得含水量为 ，土粒比重为 ，求试件的初始孔隙比和 。
19.所谓土的压缩模量是指：
（A）完全侧限下，竖向应力与竖向应变之比
（B）无侧限条件下，竖向应力与竖向应变之比
（C）部分侧限条件下，竖向应力与竖向应变之比
20.对于某一种特定的粘性土，压缩系数 是不是一个常数？
（A）是常数（B）不是常数，随竖向应力 增大而减小
（C）不是常数，随竖向应力 增大而增大
21.当土为正常固结土状态时，其先期固结压力 与目前上覆压力 的关系为：
6.面积 的环刀，高 ，切取一原状试样测得试样重量 ，试样压缩稳定后的高度 ，试求孔隙比 、 、 及压缩系数 。
7.在饱和粘土常规压缩试验中，测得某一级荷载下固结度达到 的时间为 ，固结过程中试样的平均高度为 ，求该试样的固结系数。
8.如图所示，原地下水位与地面齐平，地面下 处有一厚度为 的软粘土层，其天然孔隙比为 ，压缩系数 ，试问地下水位下降 后该软粘土层是否会产生压缩变形？为什么？如能压缩变形，压缩稳定后的压缩量是多少？
4.在土的压缩性指标中， 和a的关系为____________________; 和 的关系为_______。对后者来说，其关系只在理论上成立，对_________土相差很多倍，对__________土则比较接近。
5.土的压缩性是指___________。
6.压缩曲线的坡度越陡，说明随着压力的增加，土孔隙比的减小愈___________，因而土的压缩性愈_________________。反之，压缩曲线的坡度越缓，说明随着压力的增加，土的孔隙比的减小愈___________，因而土的压缩性愈___________。《规范》采用 来评价土的压缩性高低，当 _____________时，属低压缩性土；当 _____________时，属中压缩性土； _____________时，属高压缩性土。
5.下列说法中，错误的是（）。
（A）压缩试验的排水条件为双面排水
（B）压缩试验不允许土样产生侧向变形
（C）在压缩试验中土样既有体积变形，也有剪切变形
（D）载荷试验允许土样产生侧向变形
6.下列说法正确的是（）。
曲线越陡，土的压缩性越小
压缩系数越大，土的压缩性越大
压缩指数越大，土的压缩性越大
压缩模量越大，土的压缩性越大
18有一粘土层，厚度 ，层顶和层底各有一排水砂层，地下水位在粘土层的顶面。取土进行室内固结试验，试验固结度达到 时所需时间为 分钟。若在粘土层顶面瞬时施加无限均布荷载 ，则粘土层固结度达到 时，需要多少天？
19地面下有一层 厚的粘土层，地下水位在地表处，粘土的饱和重度 ，孔隙比与应力之间的关系为 。若地面施加 的无限均布荷载， 天后测得 厚土层压缩了 ，试求粘土层的固结度。
7.土的压缩指数的定义表达式为___________。
8.超固结比 指的是______和______之比；根据 的大小可把粘性土分为______、______、______三类； 的粘性土属______土。
9.压缩系数______，压缩模量______，则土的压缩性越高。这两个指标通过______试验，绘制______曲线得到。
（A）×√√×
（B）√×√×
（C）√××√
（D）√√√×
7.某场地地表土被人为挖去了 ，则该场地土成为（）。
（A）正常固结土（B）超固结土（C）欠固结土
8.设地基的最终沉降量为 ，则当沉降量为 时，地基的平均固结度为（）。
（A） （B） （C） （D）
9.在土的压缩性指标中（）。
（A）压缩系数 与压缩模量 成正比
五
一、填空题
1.土体的压缩性被认为是由于土体中______________减小的结果。
2.土的固结系数表达式为_________，其单位是____________；时间因数的表达式为___________。
3.根据饱和土的一维固结理论，对于一定厚度的饱和软粘土层，当t=0和0≤z≤H时，孔隙水压力u=______________；当t=∞和0≤z≤H时，孔隙水压力u=__________________。
（A）总应力（B）有效应力（C）总孔隙水应力
28.所谓土的固结，主要是指：
（A）总应力引起超孔隙水压力增长的过程
（B）超孔隙水压力消散，有效应力增长的过程
（C）总应力不断增加的过程
29.两个性质相同的饱和土样，分别在有侧限和无侧限条件下瞬时施加一个相同的顺向应力 ，试问两个土样所产生的孔隙水压力有何差别？
4.地层剖面如图所示，因抽水，地下水位骤降 （认为瞬时降落），若水位降落区因毛细作用，土的含水量保持不变，求骤降后 天时，软粘土层中 、 、 三点的总应力、孔隙水压力（静水压和超静水压之和）和有效应力。
（只需计算一项 ）
5.厚 的一层粘土夹于厚砂层之间，当以原状土试件作固结试验时， 内固结完成了 ，试件高度为 ，仅上面排水，试求此地基粘土层固结 所需的时间。
（A）产生的孔隙水压力相同（B）有侧限情况大于无侧限情况
（C）无侧限情况大于有侧限情况
30.土层的固结度与施加的荷载大小有什么关系？
（A）荷载越大，固结度越大（B）荷载越大，固结度越小
（C）与荷载大小无关
31.双面排水，在土层厚度相同、性质相同的两个粘土层的顶面，分别瞬时施加无限均布荷载 及宽度 的条形均布荷载 ，试问经过相同时间 ，两种情况固结度有何不同？
12.超固结土的 曲线是由一条水平线和两条斜线构成，现有覆土重 和土的先期固结压力 之间的斜线斜率为（）。
（A）压缩系数（B）压缩指数（C）回弹指数
13.某住宅楼工程地质勘察，取原状土进行压缩试验，试验结果如表2-1所示。此试样的压缩系数 为（），属（）压缩性土。
（A） ，低压缩性土（B） ，中压缩性土
（C）两者无差异
35.粘土层的厚度均为 ，情况之一是双面排水，情况之二是单面排水。当地面瞬时施加一无限均布荷载，两种情况土性相同， ，达到同一固结度所需时间差多少？
（A） 倍（B） 倍（C） 倍
36.粘土层的厚度均为 ，情况之一是双面排水，情况之二是单面排水，当地面瞬时施加一无限均布荷载，两种情况土性相同， ，在同一时间 下，两种情况的土层固结度差多少？
（A）条形荷载情况固结度大（B）无限均布荷载固结度大
（C）两种情况的固结度相同
32.粘土层在外荷载作用下固结度达到 ，土体中还有没有自由水存在？
（A）只有薄膜水，没有自由水（B）有自由水
（C）有薄膜水和毛细水
33.在三种黏土层性质相同，厚度，排水情况及地面瞬时作用超载等列于下面，试问达到同一固结度所需时间有何差异？
（A） （B） （C）
答案：
1.D 2.A 3.A 4.C 5.C 6.A 7.B 8.B 9.B 10.A 11.B 12.C 13.B 14.A 15.C 16.A 17.B 18.A 19.A 20.B 21.B 22.C 23.A 24.C 25.A 26.B 27.A 28.B 29.B 30.C 31.A 32.B 33.C 34.A 35.B 36.C
（2）若黏土层为单面排水，固结度达 所需的时间？
11如图所示，求 、 两土层完成固结所需的时间比 是多少？
12如图所示，测得 点的前期固结压力 ，试判断其天然固结状态。
13在荷载 作用下，非饱和土样孔隙比 ，饱和度为 ，当荷载增加至 时，饱和度为 ，试问土样的压缩系数 为多少？并求土样的压缩模量。
14一饱和土样，初始孔隙比 ，土粒比重 ，荷载增至 ，土样压缩了 ，土样的含水量变化了多少？（土样高度为 ）
（C） ，中压缩性土（D） ，高压缩性土
14.使土体积减小的最主要的因素是（）。
（A）土孔隙体积的减小（B）土粒的压缩
（C）土中密封气体的压缩（D）土中水的压缩
15.土的一维固结微分方程表示了（）。
（A）土的压缩性大小与固结快慢
（B）固结度与时间和深度的关系
（C）孔隙水压力与时间和深度的关系
（D）孔隙水压力与时间的关系
（A） ＞ （B） ＝ （C） ＜
22.从野外地基载荷试验 曲线上求得的土的模量为：
（A）压缩模量（B）弹性模量（C）变形模量
23.在室内压缩试验中，土样的应力状态与实际中哪一种荷载作用下土的应力状态相一致：
（A）无限均布荷载（B）条形均布荷载（C）矩形均布荷载
24.用分层总和法计算地基沉降时，附加应力曲线表示什么应力？
9某土样进行室内压缩试验，土样 ， ， ，环刀高为 。
当 时，稳定压缩量 ， 时， 。求：
（1）土样的初始孔隙比 和 、 对应的孔隙比 、 ；
（2）压缩系数 和压缩模量 ；
（3）评价土的压缩量。
10已知厚 的黏土层，从中取厚 土样进行室内压缩试验（双面排水），一小时后固结度达 。求：
（1）黏土层在同样条件下（双面排水）固结度达 所需的时间；
（B）压缩系数 与压缩模量 成反比
（C）压缩系数越大，土的压缩性越低
（D）压缩模量越小，土的压缩性越低
10.室内压缩试验中，当土样承受 时，其孔隙比 ，土样承受竖向压应力 时，其孔隙比 ，则该土属于（）。
（A）高压缩性土（B）中压缩性土（C）低压缩性土
11.在 压缩曲线中，压力 为（）。
（A）自重应力（B）有效应力（C）总应力（D）孔隙水压力
三
1.如图所示两个性质相同的粘土层（ ， 相同），问：
（1）这两个粘土层达到同一固结度 时，所需的时间是否相同，为什么？
（2）达同一固结度 时，二者压缩量是否相同，为什么？
2.如图所示，推导一维渗透固结理论的微分方程：
3.侧限压缩试验，试件初始厚度为 ，当垂直压力由 增加到 时，变形稳定，试件厚度由 变为 ，试验结束后卸去全部荷载，厚度变为 （试验全过程试件均处于饱和状态）。取出试件测得含水量为 ，土粒比重为 ，求试件的初始孔隙比和 。
19.所谓土的压缩模量是指：
（A）完全侧限下，竖向应力与竖向应变之比
（B）无侧限条件下，竖向应力与竖向应变之比
（C）部分侧限条件下，竖向应力与竖向应变之比
20.对于某一种特定的粘性土，压缩系数 是不是一个常数？
（A）是常数（B）不是常数，随竖向应力 增大而减小
（C）不是常数，随竖向应力 增大而增大
21.当土为正常固结土状态时，其先期固结压力 与目前上覆压力 的关系为：
6.面积 的环刀，高 ，切取一原状试样测得试样重量 ，试样压缩稳定后的高度 ，试求孔隙比 、 、 及压缩系数 。
7.在饱和粘土常规压缩试验中，测得某一级荷载下固结度达到 的时间为 ，固结过程中试样的平均高度为 ，求该试样的固结系数。
8.如图所示，原地下水位与地面齐平，地面下 处有一厚度为 的软粘土层，其天然孔隙比为 ，压缩系数 ，试问地下水位下降 后该软粘土层是否会产生压缩变形？为什么？如能压缩变形，压缩稳定后的压缩量是多少？
4.在土的压缩性指标中， 和a的关系为____________________; 和 的关系为_______。对后者来说，其关系只在理论上成立，对_________土相差很多倍，对__________土则比较接近。
5.土的压缩性是指___________。
6.压缩曲线的坡度越陡，说明随着压力的增加，土孔隙比的减小愈___________，因而土的压缩性愈_________________。反之，压缩曲线的坡度越缓，说明随着压力的增加，土的孔隙比的减小愈___________，因而土的压缩性愈___________。《规范》采用 来评价土的压缩性高低，当 _____________时，属低压缩性土；当 _____________时，属中压缩性土； _____________时，属高压缩性土。
5.下列说法中，错误的是（）。
（A）压缩试验的排水条件为双面排水
（B）压缩试验不允许土样产生侧向变形
（C）在压缩试验中土样既有体积变形，也有剪切变形
（D）载荷试验允许土样产生侧向变形
6.下列说法正确的是（）。
曲线越陡，土的压缩性越小
压缩系数越大，土的压缩性越大
压缩指数越大，土的压缩性越大
压缩模量越大，土的压缩性越大
18有一粘土层，厚度 ，层顶和层底各有一排水砂层，地下水位在粘土层的顶面。取土进行室内固结试验，试验固结度达到 时所需时间为 分钟。若在粘土层顶面瞬时施加无限均布荷载 ，则粘土层固结度达到 时，需要多少天？
19地面下有一层 厚的粘土层，地下水位在地表处，粘土的饱和重度 ，孔隙比与应力之间的关系为 。若地面施加 的无限均布荷载， 天后测得 厚土层压缩了 ，试求粘土层的固结度。
7.土的压缩指数的定义表达式为___________。
8.超固结比 指的是______和______之比；根据 的大小可把粘性土分为______、______、______三类； 的粘性土属______土。
9.压缩系数______，压缩模量______，则土的压缩性越高。这两个指标通过______试验，绘制______曲线得到。
（A）×√√×
（B）√×√×
（C）√××√
（D）√√√×
7.某场地地表土被人为挖去了 ，则该场地土成为（）。
（A）正常固结土（B）超固结土（C）欠固结土
8.设地基的最终沉降量为 ，则当沉降量为 时，地基的平均固结度为（）。
（A） （B） （C） （D）
9.在土的压缩性指标中（）。
（A）压缩系数 与压缩模量 成正比
五
一、填空题
1.土体的压缩性被认为是由于土体中______________减小的结果。
2.土的固结系数表达式为_________，其单位是____________；时间因数的表达式为___________。
3.根据饱和土的一维固结理论，对于一定厚度的饱和软粘土层，当t=0和0≤z≤H时，孔隙水压力u=______________；当t=∞和0≤z≤H时，孔隙水压力u=__________________。
（A）总应力（B）有效应力（C）总孔隙水应力
28.所谓土的固结，主要是指：
（A）总应力引起超孔隙水压力增长的过程
（B）超孔隙水压力消散，有效应力增长的过程
（C）总应力不断增加的过程
29.两个性质相同的饱和土样，分别在有侧限和无侧限条件下瞬时施加一个相同的顺向应力 ，试问两个土样所产生的孔隙水压力有何差别？
4.地层剖面如图所示，因抽水，地下水位骤降 （认为瞬时降落），若水位降落区因毛细作用，土的含水量保持不变，求骤降后 天时，软粘土层中 、 、 三点的总应力、孔隙水压力（静水压和超静水压之和）和有效应力。
（只需计算一项 ）
5.厚 的一层粘土夹于厚砂层之间，当以原状土试件作固结试验时， 内固结完成了 ，试件高度为 ，仅上面排水，试求此地基粘土层固结 所需的时间。
（A）产生的孔隙水压力相同（B）有侧限情况大于无侧限情况
（C）无侧限情况大于有侧限情况
30.土层的固结度与施加的荷载大小有什么关系？
（A）荷载越大，固结度越大（B）荷载越大，固结度越小
（C）与荷载大小无关
31.双面排水，在土层厚度相同、性质相同的两个粘土层的顶面，分别瞬时施加无限均布荷载 及宽度 的条形均布荷载 ，试问经过相同时间 ，两种情况固结度有何不同？
12.超固结土的 曲线是由一条水平线和两条斜线构成，现有覆土重 和土的先期固结压力 之间的斜线斜率为（）。
（A）压缩系数（B）压缩指数（C）回弹指数
13.某住宅楼工程地质勘察，取原状土进行压缩试验，试验结果如表2-1所示。此试样的压缩系数 为（），属（）压缩性土。
（A） ，低压缩性土（B） ，中压缩性土