变形模量

为了建立变形模量和压缩模量的关系，在地基设计中，常需测量土的侧压力系数ξ和侧膨胀系数μ。

侧压力系数ξ:是指侧向压力δx与竖向压力δz之比值，即:

ξ=δx/δz

土的侧膨胀系数μ(泊松比):是指在侧向自由膨胀条件下受压时，测向膨胀的应变εx与竖向压缩的应变εz之比值，即

μ=εx/εz

根据材料力学广义胡克定律推导求得ξ和μ的相互关系，

ξ=μ/(1-μ)或μ=ε/(1+ε)

土的侧压力系数可由专门仪器测得，但侧膨胀系数不易直接测定，可根据土的侧压力系数，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β= 1-2μ^2/(1-μ)则E0=βEs

当μ=0~0.5时，β=1~0，即E0/Es的比值在0~1之间变化，即一般E0小于Es。但很多情况下E0/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。

1、放置荷载板和变形支架。

2、连接荷载和位移传感器。蓝色插头为荷载传感器，插入蓝色插孔;黄色插头为位移传感器插入黄色插孔。

3、按Start(开始)键打开机器。此时显示时间和电量。

4、按Start(开始)键进入试验模式。显示(设备检查)，调整位移传感器到零位。此时，如果传感器连接有误将出现错误提示。

5、荷载复位。按Start(开始)键提示预加荷载30S，并出现计时。用千斤顶预加0.01Mpa保持30s。

6、按Start(开始)键后施加第一级荷载0.08Mpa，保持60s或120s。

7、按Start(开始)键，根据表2中数据施加其他荷载。

8、全部加荷卸荷再加荷结束"Print(打印)"键结束试验，此时数据已被保存在数据卡上。

9、再按"Print(打印)"键可在现场打印试验结果。

10、按"Aux Off"键关机。

土的压缩模量:在完全侧限条件下，土的竖向附加应力增量与相应的应变增量之比值，它可以通过室内压缩试验获得。

土的弹性模量:土的弹性模量根据测定方法不同，可分为"静弹模"和"动弹模"。静弹模采用静三轴仪测定。弹性模量为加卸载该曲线上应力与应变的比值。 动弹模，可用室内动三轴仪测得，当土样固结后，分级施加动应力，进行不排水的振动试验，一般保持动应力幅值不变，振动次数视工程实际条件而定可用双曲线方程来描述，也称切线弹模。

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。由于两者在压缩时所受的侧限条件不同，对同一种土在相同压应力作用下两种模量的数值显然相差很大。三种模量的试验方法不同，反映在应力条件、变形条件上也不同。压缩模量是在室内有侧限条件下的一维变形问题，变形模量则是在现场的三维空间问题;另外土体变形包括了可恢复的(弹性)变形和不可恢复的(塑性)变形两部分。压缩模量和变形模量是包括了残余变形在内的，与弹性模量有根本区别，而压缩模量与变形模量的区别又在于是否有侧限。在工程应用上，我们应根据具体问题采用不同的模量。

土的种类 μ β

碎石土 0.15~0.20 0.95~0.90

砂土 0.20~0.25 0.90~0.83

粉土 0.23~0.31 0.86~0.72

粉质粘土0.25~0.35 0.83~0.62

粘土 0.25~0.40 0.83~0.47

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βEs值的几倍。所以要注重实践的学习，理论联系实际。

动态变形模量测试仪 Evd

◎ 设备名称:动态变形模量测试仪 Evd(落锤式地基承载力测试仪、手持落锤弯沉仪)