土壓縮性是指土受壓時體積壓縮變小的性質。一般認為，這主要是由於土中孔隙體積被壓縮而引起的。常用壓縮係數來反映土壓縮性的大小。土的壓縮性直接影響地基的變形值。
基本介紹
- 中文名：土壓縮性
- 外文名：compressibility of soil
- 學科：工程地質學
- 釋文：土受壓時體積壓縮變小的性質
- 表示方法：壓縮係數
- 導致結果：地基的變形值
壓縮過程,壓縮本質,壓縮量與壓強,飽和土與非飽和土,
壓縮過程
土在壓力作用下體積縮小的特性稱為土的壓縮性。土的壓縮過程通常包括三個部分：
(1)同體土顆粒被壓縮。
(2)土中水及封閉氣體被壓縮。
(3)水和氣體從孔隙中擠出。
試驗研究表明，固體顆粒和水的壓縮量是微不足道的，在一般壓力(100～600kPa)下，土顆粒和水的壓縮量都可以忽略不計，所以土的壓縮主要是孔隙中一部分水和空氣被擠出，封閉氣泡被壓縮。與此同時，土顆粒相應發生移動，重新排列，靠攏擠緊，從而使土中孔隙減小。對於飽和土來說，其壓縮則主要是由於孔隙水的擠出。
壓縮本質
土的壓縮性是指土在壓力作用下體積壓縮變小的性能。在荷載作用下，土發生壓縮變形的過程就是土體積縮小的過程。土是由固、液、氣三相物質組成的，土體積的縮小必然是土的三相組成部分中各部分體積縮小的結果。土的壓縮變形可能是：①土粒本身的壓縮變形；②孔隙中不同形態的水和氣體的壓縮變形；③孔隙中水和氣體有一部分被擠出，土的顆粒相互靠攏使孔隙體積減小。
壓縮量與壓強
大量試驗資料表明，在一般建築物荷重作用下，土中固體顆粒的壓縮量極小，不到土體總壓縮量的1/400，水通常被認為是不可壓縮的(水的彈模2000MPa)。氣體的壓縮性較強，壓縮量與壓力的增量成正比，在密閉系統中，土的壓縮是氣體壓縮的結果，但壓力消失後，土的體積基本恢復，即土呈彈性。自然界中土一般處於開啟系統，孔隙中的水和氣體在壓力作用下不可能被壓縮而是被擠出。因此，研究土的壓縮變形都假定土粒與水本身的微小變形可忽略不計，土的壓縮變形主要是由於孔隙中的水和氣體被排出，土粒相互移動靠攏，致使土的孔隙體積減小而引起的，因此土體的壓縮變形實際上是孔隙體積壓縮，孔隙比減小所致。這種變形過程與水和氣體的排出速度有關，開始時變形量較大，然後隨著顆粒間接觸點的增大而土粒移動阻力增大，變形逐漸減弱。
飽和土與非飽和土
對於飽和土來說，孔隙中充滿著水，土的壓縮主要是由於孔隙中的水被擠出引起孔隙體積減小，壓縮過程與排水過程一致，含水量逐漸減小。飽和砂土的孔隙較大，透水性強，在壓力作用下孔隙中的水很快排出，壓縮很快完成。但砂土的孔隙總體積較小，其壓縮量也較小。飽和黏性土的孔隙較小而數量較多，透水性弱，在壓力作用下孔隙中的水不可能很快被擠出，土的壓縮常需相當長的時間，其壓縮量也較大。非飽和土在壓力作用下比較複雜，首先是氣體外逸，空氣未完全排出，孔隙中水分尚未充滿全部孔隙，故含水量基本不變，而是飽和度逐漸變化。當土的飽和度達到飽和後，其壓縮性與飽和土一樣。
為了了解建築物基礎的沉降穩定所需的時間、沉降與時間的關係以及地基的強度和穩定性，必須研究土的壓縮變形量和壓縮過程，即研究壓力與孔隙體積的變化關係以及孔隙體積隨時間變化的情況。工程實際中，土的壓縮變形可能在不同條件下進行，如有時土體只能發生垂直方向變化，基本上不能向側面膨脹，此情況稱為無側脹壓縮或有側限壓縮，基礎砌置較深的建築物地基土的壓縮近似此條件。又如有時受壓土周圍基本上沒有限制，受壓過程除垂直方向變形外，還將發生側向的膨脹變形，這種情況稱為有側脹壓縮或無側限壓縮，基礎砌置較淺的建築物或表面建築(飛機場、道路等)的地基土的壓縮近似此條件。各種土在不同條件下的壓縮特性有較大差異，必須藉助不同試驗方法進行研究，常用室內壓縮試驗來研究土的壓縮性，有時採用現場載荷試驗。壓縮試驗可分常規壓縮和高壓固結試驗兩類，前者多為槓桿式加壓，且最大加壓荷載一般不超過600kPa；後者一般為磅稱式加壓或液壓，且最大壓力可以達到6.4MPa。
