[经验体会]固结试验中压缩模量的测量误差及产生原因讨论 [复制链接]

引用下楼主的话：
试验荷载在100~200kPa时，假设由于制样的径向和高度综合误差引起的百分表读数增大0.1mm（非土样固结变形引起的误差）。

从100kPa压到200kPa，这已经开始试验了，压力上去了，怎么还能谈后面的制样误差和百分表读数误差？你把试验的误差和制样的误差混为一谈，且百分表的读数误差要有0.1mm，那百分表还有什么用？百分表误差10mm也就大概0.02mm，从100kPa到200kPa一般情况也就土样下沉一般1mm以下，读数增大0.1mm那试验根本就是失败。当然如果土样有砂礓结石或孔洞会出现异常情况是可能的。但一般情况下试验还是可信的。

redhh:引用下楼主的话：
试验荷载在100~200kPa时，假设由于制样的径向和高度综合误差引起的百分表读数增大0.1mm（非土样固结变形引起的误差）。
从100kPa压到200kPa，这已经开始试验了，压力上去了，怎么还能谈后面的制样误差和百分表读数误差？你把试验的误差和制样的误差混为一谈，且 .. (2017-12-12 14:12) 

我确定你没有明白我的意思。也许是我没有表述清楚。我做过这种试验，我不会怀疑百分表有那么大误差。

两个有争议的问题：
1、变形模量Ｅ０与压缩模量Ｅｓ理论关系： Eo=(1-2v^2/(1-v))Es， v：泊松比
根据理论公式，有侧限的Es应大于无侧限的Eo  但是实际试验结果几乎都是Eo>Es，试验和理论说法正好相反，不可能两个都对，总有一个是有问题的，这是矛盾之一。

2、分层总和法计算地基沉降，规范里给出一个经验系数表如下：这个系数取值范围从0.2~1.4，大小有7倍之差，对越硬的土（压缩模量越大），修正系数越小（0.2，表示相差5倍），谁能说得清这究竟是怎么回事？

图片:2017-12-12_153304.png

zzt2001:我确定你没有明白我的意思。也许是我没有表述清楚。我做过这种试验，我不会怀疑百分表有那么大误差。 (2017-12-12 14:22) 

你逻辑混乱，表述不清楚！
如果百分表的读数误差0.1mm，100kPa到200kPa一般情况也就土样下沉一般1mm以下。那么0.1/1，就是10%误差，岩土工程可以接受！
如果是下沉0.1mm，误差0.1mm，这样试验就没有做的必要！
道理就这么简单！

下面截图引自百度词条科普中国：
https://baike.baidu.com/item/%E5%8E%8B%E7%BC%A9%E6%A8%A1%E9%87%8F/10722163?fr=aladdin

图片:2017-12-13_061910.png

下面截图引自《土工试验方法标准》GB50123-1999：

图片:2017-12-13_062832.png

图片:2017-12-13_062850.png

图片:2017-12-13_062920.png

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图片:2017-12-13_064538.png

压缩模量计算公式中，请注意哪个参数对计算结果影响最大呢？很明显应该是分母上的参数h1-h2，即变形增量的百分表读数。因为这个实测值一般都很小（土越硬值越小），又居于分母，因此这个值对计算结果影响最大。如果引入一点点误差，那就会使结果产生更大的误差！

下面吐槽一下压缩模量：
1、压缩模量是一个混淆是非的东西。理论研究认为有侧限的压缩模量应大于无侧限的变形模量，但是试验结果偏偏是反其道而行。
2、压缩模量是个坑，用了它就说不清。分层总和法沉降计算采用压缩模量后，沉降计算结果经常要进行大幅度修正。
3、深圳地区常用持力层是花岗岩残积土，里面多含石英砂砾，取样制样扰动很大，压缩模量实测值严重偏低，无法用来沉降计算。深圳规范因此采用变形模量计算沉降。属于“遇到坑要绕着走”的做法。

我估计，用过压缩模量的人，或多或少会遇到一些说不清的问题吧。

一般采用原位试验测得的变形模量（如静载、旁压、扁铲等试验），都远高于室内固结试验测得的压缩模量。人们通常认为是取样制样的扰动等原因导致室内固结试验的压缩模量偏小。那么扰动是怎么通过测量的变量混入压缩模量的呢？从公式Es=h1*(p2-p1)/(h1-h2)分析，h1一般接近20mm，可以很精确测量。p2-p1是压力差，这个也可以做到很准确测量。唯有h1-h2是最可能引入干扰的变量了：因为h1-h2值非常小，本身的测量误差不容易控制，还有就现在的测量手段来说，如果干扰导致的非固结变形跟固结变形混在一起是没有办法区分出来的。

楼主辛苦了，这里很多人 没有亲自动手做过土工试验，他们不会明白的，制样误差对Es影响真的太大了
钢丝绳切较硬土会在土样上形成向上弧度，土样厚度＞20mm，切土刀切 会形成乡下弧度，土样厚度＜20mm

      

lmxroy:楼主辛苦了，这里很多人 没有亲自动手做过土工试验，他们不会明白的，制样误差对Es影响真的太大了
钢丝绳切较硬土会在土样上形成向上弧度，土样厚度＞20mm，切土刀切 会形成乡下弧度，土样厚度＜20mm (2017-12-13 09:07)

这样土样的两面就不会是绝对平面，在不同压力作用下就会产生不同的附加变形。虽然变形量级可能只有发丝直径的大小，但是对百分表实测总共1~5mm的变形读数来说已经是足够大了。如果忽略会引起很大的试验误差。好像没有多少人会对这些细节问题引起足够的重视哦。