压缩指数Cc的经验估算---与天然含水量Wn的回归关系

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1 引言

曾经有一段时间，我的其中一项工作任务是计算沉降。具体来讲，就是综合岩土工程勘察的野外数据和实验室数据估算在外部垂直载荷作用下地基土的沉降量。对于正常固结的粘性土来讲，固结沉降按照下面的公式计算

为了使用这个公式，必须首先确定出压缩指数Cc(Compression Index)的值。准确的Cc值是根据固结试验曲线测量出来的, 如下图所示。现在某些先进的土力学试验软件在出试验报告时可以自动计算出Cc。在一些情形下，由于各种因素的限制，不作固结试验，因此不能获得Cc值，在另外一些情形下，我们想比较不同区域的沉降计算结果。无论哪种情形，我们都需要依据经验关系来获得Cc值。

2 Cc与自然含水量的关系

许多研究者通过实验建立了压缩指数Cc与其它因素的单变量或多变量回归关系，这些因素有: 天然含水量Wn, 初始孔隙比e0, 液限LL，塑性指数PI，干密度r等。本文仅讨论压缩指数Cc与天然含水量Wn之间的关系。

这些关系式大部分是我过去工作过程中收集的，少部分是目前为了课程设计加进去的，而且参考的是2009年之前的文献。最近10年或许有一些新的研究成果未能汇入这个表中。

3 次压缩指数Ca的经验关系式

简单提一下次压缩指数Ca(Secondary Compression Index)。在主固结完成后，可能由于土的塑性变形而发生次固结(Secondary Consolidation)沉降。Ca的值可以根据Cc按照以下规则选取。

(1) 对于非有机的粘土和粉土，Ca=0.04Cc

(2) 对于有机粘土和粉土， Ca=0.05Cc

(3) 对于泥煤(peat), Ca=0.075Cc

参考文献:

[1] EM 1110-1-1904, p3-34 Table 3-7

[2] TM 5-818-1 AFM 88-3, Chapter 7 pp. 3-12 Table 3-3

[3] Holtz, R.D. and Kovacs, W.D., 1981. An introduction to geotechnical engineering. Prentice-Hall Inc., New York, 780 p.

[4] Bowles, J.E., 1988. Foundation analysis and design, Fourth Edition. McGraw-Hill Book Company, New York, 1004 p.

[5] Coduto, D. P. (2001). Foundation Design: Principles and Practices. Prentice Hall. Pearson Education International.

[6] Das, B. M. and Sobhan, K. (2010). Principles of Geotechnical Engineering, 8th Edition, Cengage Learning.

[7] Budhu, M. (2011). Soil Mechanics & Foundations, 3rd Edition, John Wiley & Sons, Inc.

[8] Das, B. M. (2012). Soil Mechanics Laboratory manual” 8th Edition, Oxford University Press.