旁壓試驗(yàn)報(bào)告

1、7 旁壓試驗(yàn)7.1試驗(yàn)的目的及意義（1）評(píng)價(jià)地基土的承載力和變形參數(shù)；（2）根據(jù)自鉆式旁壓試驗(yàn)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(qiáng)度等土性參數(shù)。7.2試驗(yàn)的試驗(yàn)范圍旁壓試驗(yàn)方法簡(jiǎn)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(cè)試。7.3試驗(yàn)的基本原理（一）試驗(yàn)基本原理表述 儀器工作時(shí)，由加壓裝置通過(guò)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(guò)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(cè)得。根據(jù)所測(cè)結(jié)果，得到壓力p和位移值s間

2、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(yàn)可理想化為圓柱孔穴擴(kuò)張課題，為軸對(duì)稱平面應(yīng)變問(wèn)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(cè)管水位下降值S)見(jiàn)圖1，可分為三段： I段(曲線AB)：初步階段，反映孔壁擾動(dòng)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。 III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(

3、BC段)的斜率，由圓柱擴(kuò)張軸對(duì)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。 EM=21+Vc+Vo+Vf2PVGM=Vc+Vo+Vf2PVµm土的泊松比；VC旁壓器的固有體積；V0與初始?jí)毫?p 0 對(duì)應(yīng)的體積；Vf與臨塑壓力Pf對(duì)應(yīng)的體積； V p旁壓曲線直線段的斜率。 7.4試驗(yàn)儀器及制樣工具（1）旁壓器：試驗(yàn)采用的設(shè)備為江蘇溧陽(yáng)天目?jī)x器廠生產(chǎn)的PMA型預(yù)鉆式旁壓儀，旁壓器外徑為50mm，測(cè)量腔有效長(zhǎng)度約為340mm，測(cè)管截面積為19.2cm2，測(cè)量腔初始體積為Vc=667.3cm3，用位移值表示為 ；可達(dá)到的最大試驗(yàn)壓力為2.5MPa。（2）變形測(cè)量系統(tǒng)：由不銹

4、鋼儲(chǔ)水筒、目測(cè)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(cè)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?dú)馄?、精密調(diào)壓閥、壓力表及管路組成。用來(lái)在試驗(yàn)中向土體分級(jí)加壓，并在試驗(yàn)規(guī)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)精確穩(wěn)定各級(jí)壓力。7.5 試驗(yàn)步驟7.5.1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)下列情況之一時(shí)，必須對(duì)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(cè)試后；一般測(cè)試20次以后； 停止測(cè)試兩晝夜以

5、上；當(dāng)彈性膜被拉翻到下面的箍時(shí)；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(duì)彈性膜分級(jí)加壓，穩(wěn)定后讀取測(cè)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(huì)膨脹，造成測(cè)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(wú)縫鋼管或有機(jī)玻璃管內(nèi)，使旁壓器的橫向變形受到約束，分級(jí)加壓，測(cè)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。7.5.2試驗(yàn)程序（1）平整場(chǎng)地，了解地層情況，確定旁壓孔位置、布局及測(cè)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(cè)系統(tǒng)注水。（4）成孔，要求如下： 鉆孔直徑

6、比旁壓器外徑大26mm，呈圓形，壁應(yīng)垂直光滑； 盡量避免對(duì)孔壁土體的擾動(dòng)，旁壓器不宜橫跨不同性質(zhì)土層； 試驗(yàn)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(yàn)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(cè)試，分級(jí)加壓，記錄測(cè)管中的水位下降值（注意加壓等級(jí)和變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。 加壓等級(jí)：宜取預(yù)估極限壓力的l/81/l2，以使旁壓P-S曲線上有l(wèi)0個(gè)左右，方能保證測(cè)試資料的真實(shí)性。 變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：與土性有關(guān)，有1min（15s、30s、60s）、2min（15s、30s、60s、120s）穩(wěn)定，這樣，對(duì)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(shí)間為3min。）

7、（7）終止試驗(yàn)。旁壓試驗(yàn)所要描述的是土體從加壓到破壞的一個(gè)過(guò)程，試驗(yàn)的P-S曲線要盡量完整。因此，試驗(yàn)?zāi)芊窠K止，一般取決于儀器的兩個(gè)條件： 壓力達(dá)到儀器的最大額定值測(cè)管水位下降值接近最大容許值（S£35cm）對(duì)于國(guó)產(chǎn)PY-2A型旁壓儀，規(guī)定測(cè)管水位下降值達(dá)3540cm時(shí)應(yīng)立即終止試驗(yàn)；否則，彈性膜有破裂的可能。7.6實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)壓力P（Kpa)測(cè)管水位下降值S（cm）10018.820022.330024.240025.850026.96002870029.180030.290031.5100032.7110035120037.3124039.5（1） 彈性膜約束力和儀器綜合變形校正曲線

8、 壓力P (kPa)儀器綜合變形校正曲線（） 壓力P (kPa)試驗(yàn)前，應(yīng)對(duì)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(jì)算得到校正系數(shù)（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(guò)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)、繪制旁壓曲線。由旁壓曲線可以得到三個(gè)壓力特征值、和。P0=100Kpa，Pf=800Kpa，Pl=1250Kpa。另外，由旁壓曲線還可以得到S0=18cm，Sf=30cm，Sc=25cm。S=2S0+Sc=61cm 。（3）地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值其中，可以按照旁壓曲線得到，即P0=100K

9、pa。（4）旁壓模量其中， =9016kpa（5）旁壓剪切模量 =96.175 kPa ：旁壓器固有體積；等于491 ：與初始?jí)毫?duì)應(yīng)的體積；等于208.8 ：與臨塑壓力對(duì)應(yīng)的體積；等于348 ：旁壓曲線直線段的斜率。0.125 kPa /cm37.7試驗(yàn)成果分析及工程應(yīng)用（1）土的分類根據(jù)對(duì)旁壓試驗(yàn)成果的分析，可得到旁壓模量和靜極限壓力。利用 =可進(jìn)行土的分類：當(dāng)，判為砂土；當(dāng)，判為粘性土。 =7.2128 ,所以，判為砂土；（2）確定地基承載力利用旁壓試驗(yàn)成果評(píng)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)值為 或按極限壓力法，以極限壓力為依據(jù)確定地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值： 其他方面的應(yīng)用可以將旁壓試驗(yàn)成果應(yīng)用與淺層地基的沉降計(jì)算和樁基的承載力與沉