壓縮模量Es，即土體在側向完全不能變形的情況下受到的豎向壓應力與豎向總應變的比值。是衡量土的壓縮性高低的一個重要指標，也是用來計算地基沉降的一個重要參數，一般用於計算在近似一維變形條件下地基的最終沉降量，實驗上可由應力-應變曲線起始段的斜率確定。
基本介紹
- 中文名：壓縮模數，壓縮模量，無側限變形模量
- 外文名：modulus of compressibility
定義,特性,套用,相關模量,
定義
亦稱“無側限變形模量”。土樣在室內壓縮儀（固結儀）的側限（無側脹）壓縮試驗條件下應力與應變的比值。用Es表示，
（MPa），式中el為土在自重應力作用下的孔隙比，av為土的壓縮係數（MPa-1）。土的壓縮模量越大，壓縮性越小。
現行國際土工試驗方法標準中壓縮模量的計算公式為：
，即壓力的變化除以形變數。
特性
- 不同荷載區間將得到不同的壓縮模量取值，壓縮模量在前期固結壓力（結構屈服應力）的前後變化呈現不同的規律，可以將整個變化過程分為5個階段：應力釋放補償階段、結構屈服前的壓縮階段、結構屈服階段、結構屈服強化階段、結構屈服後的壓縮階段。
- 不同的荷載區間長度也會得到不同的壓縮模量取值，而且影響變化的幅度較大。
- 不同應力路徑之後的再壓縮過程將得到不同的壓縮模量值，主要受前期最大荷載和加卸載循環次數的影響：已經經歷結構屈服的試樣在多次循環荷載後的壓縮模量能基本上得到恢復；前期最大荷載之後的壓縮模量隨最大荷載值和加卸載循環次數的增加而增加。
- 對於經歷多次加卸載循環的試樣，在不同循環次數之後的再載入壓縮模量的一般規律為：第1次循環的壓縮模量較小，究其原因是應力釋放造成的，之後各循環的壓縮模量可比第一次時大好幾倍；壓縮模量與前期承受的最大荷載的關係符合與單一載入的壓縮試驗結果相同。
套用
土的壓縮模量是評價土的壓縮性和計算地基變形的重要指標，是進行地基和建築物沉降計算時需要確定的一個主要土性參數。在工程中，通常是通過側限條件下固結試驗中的各項參數來直接計算的。事實上，地基土的特性是極其複雜的，其壓縮模量是隨荷載不斷變化的，如何正確估算是計算沉降的關鍵。
壓縮模量的工程意義有兩種：一是作為土的參數，對土的壓縮性、地基均勻性進行評價，都用E0.1- 0.2，保證可比性；二是作為計算參數，依據Es可採用分層總和法進行地基最終沉降量S計算，計算用Ep0-(p0+Δp)，保證真實可靠性。所以正確選用Es對建築物的安全直觀重要。
相關模量
變形模量（deformation modulus），天然土層受到的豎向壓應力與發生的豎向總應變的比值。通常在將地層土體的本構模型簡化為彈性模型進行計算時採用。含義與彈性模量雷同，量值則同時包含塑性變形的影響，並常由原位荷載板試驗或旁壓儀試驗測定。
彈性模量（elasticity modulus），亦稱“彈性常數”、“彈性係數”。材料在彈性極限內應力與應變的比值。反映材料的剛度，是度量物體在彈性範圍內受力時變形大小的常數。各向同性物體的彈性模量，包括拉壓彈性模量E、剪下彈性模量G、體積彈性模量K，以及泊松比μ 和拉梅彈性常數λ。對於各向同性彈性體，上述五個彈性模量中只有兩個是獨立的，故每一個彈性模量可用其中另兩個表示，如
材料的彈性模量由其本身的性質決定，可由實驗方法測定。它是彈性理論及其有關的學科中廣為使用的常數，多用於研究物體在外力影響下應力與應變的關係。此外，根據地震波在地球內部的傳播速度和彈性模量的關係，可為探索地球內部結構提供一定資料。
體積模量（bulk modulus），又稱體積鬆弛模量。單位體積應變作用下的體積應力回響，常記作3K (t)，用它和剪下鬆弛模量G (t) 表述三維積分型本構關係。
剪下模量（shear modulus），材料在剪下應力作用下，在彈性變形範圍內，切應力與切應變的比值。 即G=τ/γ。反映材料抵抗切應變的能力。各向同性材料，剪下模量與彈性模量之間存在著下式關係：G=E/2(1+ μ)。其中E為彈性模量，μ為泊松比。 各向異性複合材料不存在上述關係。 剪下模量因鋪層方式不同而異。但可用單向(0°)複合材料的剪下彈性模量計算獲得，因此，複合材料的剪下彈性模量Gxy是複合材料設計的重要參量。
切線模量（tangent modulus），材料應力-應變曲線上某點切線傾角的正切。彈性階段的切線模量即彈性模量。鋼材和木材應力-應變曲線的彈塑性階段，混凝土應力-應變曲線的應力上升段，都是應力愈高，切線模量愈低。鋼材的切線模量用於研究鋼材在彈塑性階段的工作性能。
割線模量（secant modulus），材料的非線性應力-應變關係曲線上的任一點與座標原點的連線所確定的模量。
根據土的受力方式和取值方法的不同，定義出了以上這些模量，它們的研究角度雖然不同，但其本質基本一致。
