压缩模数

计算地基沉降的一个参数

压缩模量（Es），即土体在侧向完全不能变形的情况下受到的竖向压应力与竖向总应变的比值。是衡量土的压缩性高低的一个重要指标，也是用来计算地基沉降的一个重要参数，一般用于计算在近似一维变形条件下地基的最终沉降量，实验上可由应力-应变曲线起始段的斜率确定。

概念定义

土样在室内压缩仪（固结仪）的侧限（无侧胀）压缩试验条件下应力与应变的比值。用Es表示，（MPa），式中el为土在自重应力作用下的孔隙比，av为土的压缩系数（MPa-1）。土的压缩模量越大，压缩性越小。

现行国际土工试验方法标准中压缩模量的计算公式为：，即压力的变化除以形变量。

基本特性

应用领域

土的压缩模量是评价土的压缩性和计算地基变形的重要指标，是进行地基和建筑物沉降计算时需要确定的一个主要土性参数。在工程中，通常是通过侧限条件下固结试验中的各项参数来直接计算的。事实上，地基土的特性是极其复杂的，其压缩模量是随荷载不断变化的，如何正确估算是计算沉降的关键。

压缩模量的工程意义有两种：一是作为土的参数，对土的压缩性、地基均匀性进行评价，都用E0.1- 0.2，保证可比性；二是作为计算参数，依据Es可采用分层总和法进行地基最终沉降量S计算，计算用Ep0-(p0+Δp)，保证真实可靠性。所以正确选用Es对建筑物的安全直观重要。

相关模量

变形模量（deformation modulus），天然土层受到的竖向压应力与发生的竖向总应变的比值。通常在将地层土体的本构模型简化为弹性模型进行计算时采用。含义与弹性模量雷同，量值则同时包含塑性变形的影响，并常由原位荷载板试验或旁压仪试验测定。

弹性模量（elasticity modulus），亦称“弹性常数”、“弹性系数”。材料在弹性极限内应力与应变的比值。反映材料的刚度，是度量物体在弹性范围内受力时变形大小的常数。各向同性物体的弹性模量，包括拉压弹性模量E、剪切弹性模量G、体积弹性模量K，以及泊松比μ 和拉梅弹性常数λ。对于各向同性弹性体，上述五个弹性模量中只有两个是独立的，故每一个弹性模量可用其中另两个表示，如

材料的弹性模量由其本身的性质决定，可由实验方法测定。它是弹性理论及其有关的学科中广为使用的常数，多用于研究物体在外力影响下应力与应变的关系。此外，根据地震波在地球内部的传播速度和弹性模量的关系，可为探索地球内部结构提供一定资料。

体积模量（bulk modulus），又称体积松弛模量。单位体积应变作用下的体积应力响应，常记作3K (t)，用它和剪切松弛模量G (t) 表述三维积分型本构关系。

剪切模量（shear modulus），材料在剪切应力作用下，在弹性变形范围内，切应力与切应变的比值。即G=τ/γ。反映材料抵抗切应变的能力。各向同性材料，剪切模量与弹性模量之间存在着下式关系：G=E/2(1+ μ)。其中E为弹性模量，μ为泊松比。各向异性复合材料不存在上述关系。剪切模量因铺层方式不同而异。但可用单向(0°)复合材料的剪切弹性模量计算获得，因此，复合材料的剪切弹性模量Gxy是复合材料设计的重要参量。

切线模量（tangent modulus），材料应力-应变曲线上某点切线倾角的正切。弹性阶段的切线模量即弹性模量。钢材和木材应力-应变曲线的弹塑性阶段，混凝土应力-应变曲线的应力上升段，都是应力愈高，切线模量愈低。钢材的切线模量用于研究钢材在弹塑性阶段的工作性能。

割线模量（secant modulus），材料的非线性应力-应变关系曲线上的任一点与座标原点的连线所确定的模量。

根据土的受力方式和取值方法的不同，定义出了以上这些模量，它们的研究角度虽然不同，但其本质基本一致。

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