压缩模量、变形模量、弹性模量

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。

变形模量：是通过现场载荷试验求得的压缩性指标，

量与相应的应变增量的比值。

结论：从上述定义来看，

由于压缩模量附带了完全侧限条件，与实际地基的部分侧限

0.25～2.0）；而变形模量

即在部分侧限条件下，其应力增

条件不一致，故沉降计算必须进行大误差修正（通常修正系数可达是现场原位测试指标（载荷试验计算指标）变形模量计算沉降更准确、

，较好的模拟了实际地层侧限条件，故理论上由

计算的精度越高，

故由

基本不需修正，承载板的尺寸越接近基础尺寸，

如果由实体基础沉降资料反算变形模量，来指导相邻场地沉降计算会有很高的准确性，

变形模量计算沉降在理论上应该比由压缩模量计算更准确、更符合实际。差异：

2、试验方法的

压缩模量：由室内压缩（固结）试验测定，有试验成本低、可操作性强、便于分层大

量取样试验的特点。

变形模量：由现场载荷试验来测定，有成本高、周期长、试验点数有限、特别是深层

载荷试验费用极高、深度有限、载荷板尺寸通常难以达到实体基础尺寸相当的宽度级别，而变形模量的测定属于高成本的测试。

结论：从上述两试验测定方法的不同可见，压缩模量的测定通常更容易、成本低廉、

易于试验，是勘察报告必须完成的工作，

故设计用压缩模量计算沉降依据和数据更充分，

而变形模量的测定由于其高成本

这因

或许就是采用压缩模量计算沉降的公式和经验更多的原因；

和高精度，更适合于大型、高荷载、大基础的重要工程，对于中小工程项目（一般基础荷载较小、基础尺寸较小），采用高成本的载荷试验确定变形模量再计算沉降反而不适用（老板愿意花钱另当别论）。

3、试验土类差异：

压缩模量：由于采用土样压缩（固结）试验测定，对于不能采取原状土的地层（如碎石土）和不能切环刀的岩土（如大部分岩石）

，显然我们难以获得压缩模量。变形模量：由于

故变形模量的测定几乎适合任何岩土类

我们基本可以在任何基坑底面岩土层进行载荷试验，别，对于不能获取原状土的地层他就有显著的优越性。

结论：如果不计较成本因素，变形模量法与压缩模量法相比，

而压缩模量法一般仅适用于可以获取原状土的地层。

4、试验条件差异：

可适用于任何岩土类别，

压缩模量：在勘察阶段通过大量取样来获得，

常有充分的数据支持。

勘察报告在用压缩模量来计算沉降时通

变形模量：现场载荷试验通常难以在勘察阶段完成，

计人员提出在基坑开挖后在基底进行，

载荷试验一般依据设计需要由设

也

且数量有限（当然对于重要工程和地层条件许可，

，目前用其他非载荷试验间接

可在勘察阶段进行大量深层螺旋板载荷试验等来获取）估算变形模量的方法仍显经验不足。

（经验）

结论：上述差异决定了，大量工程（特殊工程除外）在勘察阶段，甚至在建筑基坑开

挖前我们不得不采用压缩模量来计算沉降，

当基坑开挖后，对于重要工程，并进行了一定数

故本人认为，在

量载荷试验之后，我们才真正基本具备用实测变形模量来计算沉降的条件，

现阶段我们要真正意义上实现用实测变形模量来准确计算沉降，通常是难以实现的理论期望。

总结：采用压缩模量还是变形模量来计算沉降哪种更合适？主要受三方面的因素制

约： 1）地层适用性 2）工程重要性 3）经济合理性

离开上述三方面制约因素，

抓住问题的要害。

去谈大基础还是小基础、

弹性理论还是塑性理论，

并没有

另外顺便说一下：

1）变形模量与弹性模量有本质区别；

2）不论是压缩模量还是变形模量计算沉降，我们均建立在弹性理论的基础上（均基于地基处于弹性变形阶段，地基总应力未超过其临塑压力）

；

3）大量工程实例证明，大基础反算的变形模量往往高出压缩模量数倍甚至上十倍，与我们的理论推断（变形模量应小于压缩模量）外，地层的结构性发挥了显著作用，算沉降量普遍偏大）。

相左甚远，说明大基础除受地层压缩性制约

（用压缩模量计

故大基础更适合用变形模量来计算沉降

（二）、第二种

个人看法，仅供参考。

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，不与前面所述相悖了吗？）

由于土体的侧向位移对整个地基影响较大，

应该采用变形模量。（这

总体上模

2、承载力的大小跟模量的大小没有一个固定的关系。

量大，承载力大。 3、变形模量与压缩模量关系：取样有关系，由于取样后的卸荷、运输中的震动，

E0＝βES，β＜１，Eo、Es的关系跟你的都会造成压缩模量的减小。而载荷试验由

β>１的情况。但由于荷载板的大

于不存在扰动从而比较好的反应了土的变形，因此会造成

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，望计算值＝实际值。

这就需要一个工程师的经验和平时的积累，

（三）、第三种

即在部分侧限条件下，

不要指

一家之言，欢迎讨论。

土的变形模量是通过现场载荷试验求得的压缩性指标，量与相应的应变增量的比值。

其应力增

能较真实地反映天然土层的变形特性。其缺点是载荷试验设备故常常需要根据压缩模量

笨重、历时长和花钱多，且深层土的载荷试验在技术上极为困难，的资料来估算土的变形模量。

区别

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”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。

。静

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

由于两者在压缩

三

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。时所受的侧限条件不同，种模量的试验方法不同，件下的一维变形问题，(弹性)变形和不可恢复的

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。反映在应力条件、变形条件上也不同。变形模量则是在现场的三维空间问题；

压缩模量是在室内有侧限条

另外土体变形包括了可恢复的

(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。

公式

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：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，x与竖向压缩的应变

εz之比值，即

μ＝εx/εz

ξ和μ的相互关系，

ξ＝μ/(1－μ)或μ＝ε/

ξ＝δx/δz 测向膨胀的应变ε

ξ和

根据材料力学广义胡克定律推导求得（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Eo＝βEs

Eo小于Es。

当μ＝0～0.5时，β＝1～0，即Eo/Es的比值在0～1之间变化，即一般

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；

μ、β的理论换算值

土的种

另一方面就是土的结构影响；三是两种试验的要求不同。类μβ

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，Es值的几倍

E0值可能是β