发布时间 : 星期日 文章土的工程性质 - 图文更新完毕开始阅读6a3d3077551810a6f52486d5
渗流逸出处，也可能发生于土体内部。管涌可仅发生在局部范围，但也可能逐步扩大，最后导致土体失稳破坏。发生管涌的临界水力梯度远小于发生流砂的临界水力梯度。管涌临界水力梯度与土的颗粒大小及级配状况有着密切关系。
图2-1-13 堤坝下发生管涌示意图
4. 土的压缩性和固结特性
（1）土的压缩性
1）土的压缩变形机理
土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性，在单向固结试验中表现为竖向压缩变形。在一般工程压力范围，土粒和土中水的压缩量可以忽略不计，因此，土的压缩主要是土中孔隙体积的缩小。对于非饱和土，孔隙体积的缩小主要由于孔隙中气体的体积被压缩而造成；对于饱和土，孔隙体积的缩小主要由于孔隙中的水被排出，在单向固结试验中表现为沿竖向排水。随着土中孔隙的体积的压缩，土粒位置调整重新排列，并相互挤紧，形成整个土体积不断缩小。这就是土的压缩变形的机理，即土在压力作用下体积缩小的根本原因。土的压缩理论不考虑时间因素，这是压缩理论与固结理论的主要差别之一。
从土的压缩变形的机理可见，孔隙比的变化可以用来描述土的压缩变形。在单向固结试验中，土的压缩变形只能沿着竖向进行，因此，土的竖向压缩变形量与孔隙比的变化量成正比。只要能测定土的孔隙比的变化量，就可通过计算求得土的竖向压缩变形量。若将基底下压缩层范围内各层土的竖向压缩变形量累加起来，即为基础的沉降量，这就是分层总和法计算基础沉降量的基本原理。
2）常规固结试验指标
常规固结试验反映土的压缩性的成果一般可用土的压缩曲线（e～p曲线）和若干土的压缩性指标来表示。在e～p曲线中，e是土样达到压缩稳定或超孔隙水压力基本消散时的孔隙比；对于p的理解，若从力的可量测性角度看当属总应力，但从与孔隙比的对应关系看其数值大小相当于有效应力。这就是采用固结试验的压缩性指标所计算的沉降量为最终沉降量的原因。土的e～p曲线见图2-1-14。
图2-1-14 土的压缩曲线（e～p曲线）
由e～p曲线可得到下列土的压缩性指标。 ①压缩系数
a?tg???ee1?e2? ?pp2?p1 （2-1-17）
式中 a ——压缩系数(MPa-1)； ?e ——孔隙比减小量；
?p ——竖向应力增量（MPa）；
p1、p2——竖向应力的初值、终值（MPa）； e1、e2——对应于p1、p2的孔隙比。
土的压缩系数是土在侧限条件下孔隙比减小量与竖向有效压应力增量的比值，即e～p曲线上某一压力段的割线斜率。同一压力段，土的压缩系数愈大，则e～p曲线愈陡，表明孔隙比的减小愈显著，因而土的压缩性愈高。
②压缩模量
ES?1?e1?p?
?e/(1?e1)a （2-1-18）
式中 ES ——压缩模量(MPa)。
土的压缩模量是土在侧限条件下竖向有效压应力增量与竖向应变的比值，表现为e～p曲线上某一压力段的割线模量。同一压力段，土的压缩模量愈大，表明土的压缩性愈低。
③体积压缩系数
mV?a1? 1?e1ES （2-1-19）
式中 mV ——体积压缩系数(MPa-1)。
土的体积压缩系数的定义是土在侧限条件下体积应变与竖向有效压应力增量的比值。由于固结试验的两个水平向应变均为零，土的体积应变就等于竖向应变，因此可推导得土的体积压缩系数等于土的压缩模量的倒数。同土的压缩系数一样，同一压力段，土的体积压缩系数愈大，反映土的竖向应变愈大，因而土的压缩性愈高。
上述三个土的压缩性指标均为e～p曲线上的割线指标，即取值对应于e～p曲线上某一压力段，压力段的初始值和最终值只要有一个不同，则土的压缩性指标的取值就具有不同的数值。因此，在给出