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1概述

壓縮係數(coefficient of compressibility),是描述物體壓縮性大小的物理量。
通常可將常規壓縮試驗所得的e-p數據採用普通直角坐標繪製成e-p曲線,如圖4-1所示。設壓力由p1增至p2,相應的孔隙比由e1減小到e2,當壓力變化範圍不大時,可將M1M2一小段曲線用割線來代替,用割線M1M2的斜率來表示土在這一段壓力範圍的壓縮性,即:
壓縮係數
式中a為壓縮係數,MPa^(-1);壓縮係數愈大,土的壓縮性愈高。
從圖4-1可以看出,壓縮係數a值與土所受的荷載大小有關。工程中一般採用100~200 kPa壓力區間內對應的壓縮係數a1-2來評價土的壓縮性。即
a1-2<0.1 MPa^(-1)屬低壓縮性土;
0.1 MPa^(-1)≤a1-2<0.5 MPa^(-1)屬中壓縮性土;
a1-2≥0.5 MPa^(-1)屬高壓縮性土。

2分類

水體壓縮係數
水體壓縮係數是描述水體壓縮性大小的物理量,被定義為單位壓力變化時引起的液體單位體積的變化量,單位為平方米每牛。其倒數為體積模量,單位為帕斯卡。水體壓縮係數與壓力和溫度有關。

氣體壓縮係數

Compressibility coefficient,也稱壓縮因子Compressibility factor。是實際氣體性質與理想氣體性質偏差的修正值。通常用Z表示,Z=Pv/RT=Pvm/RuT;Z也可以認為是實際氣體比容v(vactual)對理想氣體比容videal的比值;Z=vactual/videal;videal=RT/P。其中,P是氣體的絕對壓力;vm是摩爾體積;Ru是通用氣體常數;R=Ru/M;R是氣體的摩爾氣體常數;T是熱力學溫度。Z偏離1越遠,氣體性質偏離理想氣體性質越遠。Z在實際氣體狀態方程中出現。
凡在氣體流量的計算中必然要考慮壓縮係數。在壓力不太高、溫度較高、密度較小的參數範圍內,按理想氣體計算能滿足一般工程計算精度的需要,使用理想氣體狀態方程就可以了,此時壓縮係數等於1。但是在較高壓力、較低溫度或者要求高準確度計算,需要使用實際氣體狀態方程,在計量氣體流量時由於要求計算準確度較高,通常需要考慮壓縮係數。隨著對氣體狀態方程準確度要求提高,在百餘年來實際氣體狀態方程出現了許多不同形式,對壓縮係數也有不同的表述。比較有名的是范德瓦爾狀態方程和維里狀態方程。
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