旁壓試驗報告

1、.7 旁壓試驗7.1 試驗的目的及意義（ 1）評價地基土的承載力和變形參數(shù)；（ 2）根據(jù)自鉆式旁壓試驗曲線，可以推求地基土的原位水平應(yīng)力、靜止側(cè)壓力系數(shù)好不排水抗剪強度等土性參數(shù)。7.2 試驗的試驗范圍旁壓試驗方法簡單、靈活、準(zhǔn)確。適用用于粘性土、粉土、砂土、碎石土、極軟巖、和軟巖等地層的測試。7.3 試驗的基本原理（一）試驗基本原理表述儀器工作時，由加壓裝置通過增壓缸的面積變換，將較低的氣壓轉(zhuǎn)換為較高壓力的水壓， 并通過高壓導(dǎo)管傳至旁壓器， 使旁壓器彈性膜膨脹導(dǎo)致地基孔壁受壓而產(chǎn)生相應(yīng)的側(cè)向變形。 其變形量可由增壓缸的活塞位移值S 確定，壓力 p由與增壓缸相連的力傳感器測得。根據(jù)所測結(jié)果，

2、得到壓力 p 和位移值 s 間的關(guān)系，即旁壓曲線。從而得到地基土層的臨塑壓力、極限壓力、旁壓模量等有關(guān)土力學(xué)指標(biāo)。（二）理論解釋壓試驗可理想化為圓柱孔穴擴(kuò)張課題，為軸對稱平面應(yīng)變問題。 典型的旁壓曲線 (壓力 p 體積變化量 V 曲線或壓力 p 用測管水位下降值S)見圖 1 ，可分為-.三段：I 段(曲線 AB) ：初步階段，反映孔壁擾動土的壓縮與恢復(fù)；II 段(直線 BC)：似彈性階段，壓力與體積變化量大致成直線關(guān)系；III 段 (曲線 CD) ：塑性階段，隨著壓力的增大，體積變化量逐漸增加到破壞。I II 段的界限壓力相當(dāng)于初始水平壓力p0 ，II 一 III 段的界限壓力相當(dāng)于臨塑壓力

3、pf ，III 段末尾漸近線的壓力為極限壓力pL 。依據(jù)旁壓曲線似彈性階段 (BC 段)的斜率，由圓柱擴(kuò)張軸對稱平面應(yīng)變的彈性理論解，可得旁壓模量 EM 和旁壓剪切模量 GM 。()?+? ? = 2 1 + ? (?+2) ?+? ? = (?+2) ? 土的泊松比；-.VC旁壓器的固有體積；V0與初始壓力p 0對應(yīng)的體積；Vf 與臨塑壓力Pf 對應(yīng)的體積；V p 旁壓曲線直線段的斜率。7.4 試驗儀器及制樣工具（ 1）旁壓器：試驗采用的設(shè)備為江蘇溧陽天目儀器廠生產(chǎn)的PM A 型預(yù)鉆式旁壓儀，旁壓器外徑為50mm ，測量腔有效長度約為340mm ，測管截面積為 19.2cm2 ，測量腔初始體

4、積為 Vc=667.3cm3 ，用位移值表示為 ；可達(dá)到的最大試驗壓力為 2.5MPa 。（ 2）變形測量系統(tǒng)：由不銹鋼儲水筒、目測管、位移和壓力傳感器、顯示記錄儀、精密壓力表、同軸導(dǎo)壓管以及閥門組成。 用于向旁壓器注水、 加壓，并測量、記錄旁壓器在壓力作用下得徑向位移，即土體的側(cè)向變形。（ 3）加壓穩(wěn)壓裝置：由氮氣瓶、精密調(diào)壓閥、壓力表及管路組成。用來在試驗中向土體分級加壓，并在試驗規(guī)定時間內(nèi)自動精確穩(wěn)定各級壓力。7.5試驗步驟儀器率定率定旁壓儀的目的是為了校正彈性膜和管路系統(tǒng)所引起的壓力損失或體積損失。分為旁壓器彈性膜約束和旁壓器綜合變形的率定。（ 1）彈性膜約束力的率定當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一

5、時，必須對彈性膜進(jìn)行率定新使用的彈性膜；新膜第一次率定在經(jīng) 3-4 次測試后；一般測試 20 次以后；停止測試兩晝夜以上；-.當(dāng)彈性膜被拉翻到下面的箍時；氣溫有較大的變化。旁壓器豎立于地面，讓彈性膜在自由膨脹狀態(tài)下率定，對彈性膜分級加壓，穩(wěn)定后讀取測管水位下降值。繪制P-V(S) 曲線。（ 2）儀器綜合變形的率定在壓力作用下， 連接控制箱和旁壓器的管路會膨脹，造成測管中液體的體積損失，所以要進(jìn)行綜合變形的率定。方法：將旁壓器放在無縫鋼管或有機玻璃管內(nèi)，使旁壓器的橫向變形受到約束，分級加壓，測量管路變形與壓力的關(guān)系。求儀器綜合變形校正系數(shù)a。試驗程序（ 1）平整場地，了解地層情況，確定旁壓孔位置

6、、布局及測試深度等。（ 2）將水箱注滿水，接通管路。（ 3）向旁壓器和變形量測系統(tǒng)注水。（ 4）成孔，要求如下：鉆孔直徑比旁壓器外徑大 2 6mm ，呈圓形，壁應(yīng)垂直光滑；盡量避免對孔壁土體的擾動，旁壓器不宜橫跨不同性質(zhì)土層；試驗孔的水平距離等均不宜小于 lm ；鉆孔深度應(yīng)比預(yù)定的試驗深度深 35cm( 自旁壓器中腔算起 )。（ 5）調(diào)零，并把旁壓器放入孔中（ 6）測試，分級加壓，記錄測管中的水位下降值（注意加壓等級和變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。加壓等級：宜取預(yù)估極限壓力的 l/81/l2 ，以使旁壓 P-S 曲線上有 l0 個左右，方能保證測試資料的真實性。變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：與土性有關(guān)，有 1min （15s

7、 、30s 、60s ）、2min （15s 、30s 、 60s 、120s ）穩(wěn)定，這樣，對軟粘土而言，基本上相當(dāng)于不排水快剪，鐵道部取穩(wěn)定時間為3min 。）（ 7）終止試驗。旁壓試驗所要描述的是土體從加壓到破壞的一個過程，試驗的P-S 曲線要盡量完整。因此，試驗?zāi)芊窠K止，一般取決于儀器的兩個條件：壓力達(dá)到儀器的最大額定值測管水位下降值接近最大容許值（S 35cm ）對于國產(chǎn) PY-2A 型旁壓儀，規(guī)定測管水位下降值達(dá) 35 40cm 時應(yīng)立即終止試驗；否則，彈性膜有破裂的可能。7.6 實驗數(shù)據(jù)-.壓力 P（Kpa)測管水位下降值 S（cm ）10018.820022.330024.24

8、0025.850026.96002870029.180030.290031.5100032.7110035120037.3124039.5（ 1） 彈性膜約束力和儀器綜合變形校正曲線壓力 P (kPa)-.儀器綜合變形校正曲線 （0. 039mm/ kPa ）壓力 P (kPa)試驗前，應(yīng)對儀器進(jìn)行彈性膜約束力和儀器綜合變形校正，繪制校正曲線圖。并由儀器綜合變形校正曲線計算得到校正系數(shù)0.039mm/ kPa（ 2） 旁壓曲線將壓力值和水位下降值進(jìn)行校正。 壓力校正值是通過查彈性膜約束力校正曲-.線圖，水位-.下降值校正值是用壓力值乘以校正系數(shù)得到。然后根據(jù) P 、S 繪制旁壓曲線。由旁壓曲線

9、可以得到三個壓力特征值p0 、 pf 和 pL 。， ?，?。?0 = 100? ? = 800? ?= 1250?另外，由旁壓曲線還可以得到 ? = 18?， ? = 30?，? = 25?。0?= 2? + ? = 61?。0?旁壓曲線4540353025201510500200400600800100012001400（ 3）地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk其中， p0 可以按照旁壓曲線得到，即?0 = 100?。（ 4）旁壓模量 EMEM 2(1 )( ScS0Sf )(p f)2SfS0其中，0.38-.EM 2(1)( ScS0Sf )(pf)2SfS0 =9016kpa（ 5）旁壓剪切模量

10、 GMGM(VcV0 V fp2)V=96.175 kPaVc ：旁壓器固有體積；等于491V 0 ：與初始壓力對應(yīng)的體積；等于 208.8Vf ：與臨塑壓力對應(yīng)的體積；等于 348pv ：旁壓曲線直線段的斜率。 0.125 kPa /cm37.7試驗成果分析及工程應(yīng)用（ 1）土的分類Em根據(jù)對旁壓試驗成果的分析， 可得到旁壓模量Em和靜極限壓力pL*pL *。利用=可進(jìn)行土的分類：7Em*12當(dāng)pL，判為砂土；Em* 12當(dāng) pL，判為粘性土。EmEm* 12*7pL=7.2128 , 所以pL，判為砂土；（ 2）確定地基承載力利用旁壓試驗成果評定淺基礎(chǔ)地基土承載力是比較可靠的。按臨塑壓力法， 地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值f K 為fKpfp0-.或按極限壓力法，以極限壓力pL 為依據(jù)確定地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值：pLp0fKK其他方面的應(yīng)用可以將旁壓試驗成果應(yīng)用與淺層地基的沉降計算和樁基的承載力與沉降估算方面