1、土的变形模量是土体在无侧限条件下应力与应变之比值,相当于弹性模量。由于土体不是理想的弹性体,故称为变形模量。土的变形模量反映了土体抵抗弹塑性变形的能力,可用于弹塑性问题分析,通常可以通过三轴试验或现场试验进行测定。如果现场原位试验未进行,可以通过其他方法进行估算、假定或理论计算。E弹性模量 Es压缩模量 Eo变形模量在工程中土的弹性模量要远大于压缩模量和变形模量,而压缩模量又大于变形模量。但在勘察报告中却只提供变形模量,在模拟计算的时侯我们要用弹性模量。变形模量的定义在表达式上和弹性模量是一样的 E=/,对于变形模量 是指应变,包括弹性应变 e和塑性应变 p,对于弹性模量而言, 就是指 e。压
2、缩模量指的是侧限压缩模量,通过固结试验可以测定。如果土体是理想弹性体,那么 EEs(1-22/(1-) )E0。在土体模拟分析时,如果时一维压缩问题,选用 Es;如果是变形问题,一般用 E0;如果是瞬时变形,或弹性变形用 E。土的变形模量和压缩模量,是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标。为了建立变形模量和压缩模量的关系,在地基设计中,常需测量土的側压力系数 和側膨胀系数 。側压力系数 :是指側向压力 x与竖向压力 z之比值,即: x/z土的側膨胀系数 (泊松比):是指在側向自由膨胀条件下受压时,测向膨胀的应变 x与竖向压缩的应变 z之比值,即x/z根据材料力学广义胡克定律推导求得 和
3、 的相互关系, /(1)或 /(1)土的側压力系数可由专门仪器测得,但側膨胀系数不易直接测定,可根据土的側压力系数,按上式求得。在土的压密变形阶段,假定土为弹性材料,则可根据材料力学理论,推导出变形模量 E0 和压缩模量 Es 之间的关系。,令 则 Eo Es当 00.5 时, 10,即 Eo/Es 的比值在 01 之间变化,即一般 Eo 小于 Es。但很多情况下 Eo/Es 都大于 1。其原因为:一方面是土不是真正的弹性体,并具有结构性;另一方面就是土的结构影响;三是两种试验的要求不同;、 的理论换算值土的种类 碎石土 0.150.20 0.950.90砂土 0.200.25 0.900.8
4、3粉土 0.230.31 0.860.72粉质粘土 0.250.35 0.830.62粘土 0.250.40 0.830.47注:E0 与 Es 之间的关系是理论关系,实际上,由于各种因素的影响,E0 值可能是 Es值的几倍,一般来说,土愈坚硬则倍数愈大,而软土的 E0 值与 Es值比较谈我的理解1、用压缩模量还是变形模量要看你的基础形式及尺寸大小,无论是压缩模量还是变形模量都是试验做出来的,没有一个能真实反应在基础下的变形问题。如果是采用较大的基础形式,如:筏板基础,由于其面积较大,周围的侧压几乎可以忽略不计,应该取压缩模量,而对于较小尺寸的基础,由于土体的侧向位移对整个地基影响较大,应该采
5、用变形模量。 2、承载力的大小跟模量的大小没有一个固定的关系。总体上模量大,承载力大。3、变形模量与压缩模量关系:S ,Eo、Es 的关系跟你的取样有关系,由于取样后的卸荷、运输中的震动,都会造成压缩模量的减小。而载荷试验由于不存在扰动从而比较好的反应了土的变形,因此会造成 的情况。 但由于荷载板的大小的跟基础的大小存在差异,所以还是不能真实的反应基础下土体的变形特征。总之,土的变形是一个复杂的过程,不是能通过简单的试验就能完全模拟的,我们所做的就是尽可能符合实际的模拟它的特性,这就需要一个工程师的经验和平时的积累,不要指望计算值实际值。一家之言,欢迎讨论。土的变形模量和压缩模量都是土的弹性模
6、量,只是二者的试验条件不同而已,前者是在无侧限条件下通过试验获得的,后者则是在有侧限的试验条件下获得的。从纯弹性理论角度,二者间存在一定的关系,如前面各位所述。一般而言,现场荷载试验等原位测试方法获得的弹性模量指标均是变形模量。在很多数值模拟软件中,除非特别说明,一般说的弹性模量均指变形模量,即土体在无侧限的条件下的弹性模量。当然要注意,对于现场而言,该土体可非内室试验的土样,而是应该大范围理解。tage 版主,请看一下高层勘察规程 8.2.10 条:对于不能准确取得压缩模量的地基土,包括碎石土、砂土地、花岗岩残积土、全风化岩、强风化岩等,可采用变形模量 E0,按附录 B 计算箱形或筏形基础的高层建筑地基平均沉降。关于桩基的变形计算问题,tage 版主可以再看一下高层勘察规程 8.3.15 条, “对无法或难以采取不扰动试样的土层,可在取得地区经验后根据原位测试参数按附录 F 表 F.0.2 换算土的压缩模量 ES 值谢谢瓯江明珠网友的指点,又学习了有关条文,还是没有看到与碎石类土或风化岩有关的经验公式。看来这个问题有点难度。这样吧,当遇到碎石类土层或风化岩层时,就拍一下脑袋,用下面的公式怎么样Es(MPa)=(1.82.0)N63.5