旁压试验曲线分析及其深度变化特征

Ｐ Ｍ一 ２ Ｂ型预钻 式 旁 压 仪 由旁 压 器 、 注水系统 、
压力 与变 形测量 系 统 、 压 力施 加 装 置 及 箱 体 支撑 部 件等 组成。其主要 技 术参 数为 ： 旁 压器 总 长 ９ １ ０ ｍｍ， 胶膜公 称 外径 ９ ０ ｍｍ， 位 移 最大值 ３ ５ ｃ ｍ， 最 大
过 高压导 管传 至旁 压器 ， 使弹 性膜 膨胀 ， 从而使 地 基
孔 壁受压 而产 生相 应变 形 。其变形 量 由增压 缸 的活
收 稿 日期 ： ２ ｏ １ ４ — ０ ２ — ２ ５ 作者简介 ： 陈明星（ １ ９ ８ ４ 一） ， 男， 硕士 ， 工程师 ， 研 究 方 向 为 工程 勘 测 。
同， 对试验结果进行汇总分析 ， 可 以对 岩 土 层 在 深 度 上 的 力 学 特 性 进 行 估 算 ， 为 确 定 不 同 深 度 地 基 承 载 力 提 供 帮
助。
关键 词 ： 旁压试验 ； 成孑 Ｌ 质量 ； 承 载 力
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｕ４ １ １ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ — ３ １ ５ ２ （ ２ Ｏ １ ４ ） Ｏ ５ 一 Ｏ Ｏ ９ ６ 一 Ｏ ３
２ ． ２ 旁 压 试 验 数 据 整 理
（ １ ） 压力 和体积 校正 按 照公式 （ １ ） 和（ ２ ） 分别 进行 压力 和位移 值 ｓ校
正 ：
一
式旁 压仪 是通 过旁 压器在 预先 打好 的钻 孔 中对孔壁
施加 横 向压力 ， 使 土体产 生径 向变形 ， 利 用仪 器量测
行 的渐近 线 ， 对 应 的压力 为极 限压力 。
（ ３ ） 确定 旁压模 量及 其他 参数
按照 下式 确定 地基 土 的旁压模 量 Ｅ ：
Ｅ卅 一 ２ （ １＋ ） （ ＋ ）
Ｓ ／— —５ ｏ
旁压 仪 工 作 时 ， 由加 压 装 置通 过 增 压缸 的面 积 变换 ， 将较 低 的气 压 转 换 为较 高 压 力 的水压 。并 通
第２ ７ 卷第 ５期 ２ ０ １ ４ 年 １ ０ 月
土 工 基 础
Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｅｎ ｇ ． ａ ｎ ｄ Ｆｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｖｂ １ ． ２ ７ Ｎ ｏ ． ５
０ｃ ｔ ． ２ ０１ ４
旁 压 试 验 曲线 分 析 及 其 深 度 变 化 特 征
到 了很 好 的应用 。
＋ ｐ 一 ｐ
（ １ ） （ ２ ）
５一 ｓ 一 口 （ ＋ ）
式中： 、 ｓ 分别 为 校正 后 压 力 （ ｋ Ｐ ａ ） 和 水 位下 降 位移值 （ ｃ ｍ） ； 、 Ｓ ｔ 分别 为压 力表 的读数 （ ｋ Ｐ ａ ） 和水位 下 降位 移值 （ ｃ ｍ） ； 为静水 压力 （ ｋ Ｐ ａ ） ； 为 弹性膜 约束 力 （ ｋ Ｐ ａ ） ； ａ 为 仪器综合变形 系数 （ ｃ ｍ／ ｋ Ｐ ａ ） 。 （ ２ ） 绘 制旁压 试验 曲线 确定 压力 特征值
性， 其 线性 变形 阶 段 与破 坏 阶 段 变 化 特 征 直 接 影 响 地 层 工 程 力 学 参 数 的取 值 。 通 过 对 ７ ＃～９ ＃三 个 钻 孔 内 的旁 压 试验结果分析得知 ， 同 一 土 层 的 旁 压 试 验 结 果 在 深 度 方 向上 具 有 大 体 一 致 的 变 化 特 征 ， 但 不 同深 度 其 变 化 曲线 不
加压 ５ ． ５ ＭＰ ａ ， 增 压 缸有效 面 积 ５ ９ ． １ ｃ ｍ。 。
力为 。 ； 线性 变形 段近 似 为直线 ， 起 于直 线 段始 点 ，
终 于直 线 段 终 点 ， 对应 的压 力 为 ｌ 临塑 压力 ｐ ， ； 屈 服
阶段 ， 在压 力大 于 临塑压 力后 ， 曲线 趋 向于与 纵轴平
塞位移 值 ｓ 确定 ， 压 力 ｐ 由与 增压 缸 相 连 的压力 传
１ 引 言
旁压 试验 是近 几十年 来在 国内外岩 土工 程 中得
到迅 速发 展并 逐渐 成熟 的一种 原位 测试 方法 。预钻
感器测 得 。根 据 所 测结 果 ， 得 到 压 力 和 位 移 值 Ｓ 之 间的关 系 曲线 ， 即旁压 曲线 。
三个钻孔相同土层旁压试验成果钻孔深度土层编号原位水平土压力p0eppfep极限压plepemmp按极限压力法确定地基承载力基本值ep变形模e0mp压缩模esmp含砾卵石321001342200021663333862877含砾卵石372400186626002627333310471231含砾卵石407450207428004597833318352174含砾卵石41250218730006069166724252567对三个钻孔内旁压试验成果进行对比如图2同一土层不同深度sem关系曲线对三个钻孔内旁压试验成果进行汇总变化规律如下图3同一土层sem关系曲线es和变形模量e0从而确定地基承载力由随着深度的增加旁压模量也随之增大同一类土层旁压试验成果随深度的变化特征相似具有同样成因的一类土层其旁压试验成果具有相似的力学变化特性对不同钻孔内土对旁压试验成果汇总分析可知同一类土层其旁压试验成果具有大体一致的变化规律以对同一类土层随深度变化的力学特性进行估算也可以发现同一类土层在不同的深度其变化曲率有一定的差异33g3741g44明在此深度存在一定的地层沉积差异在设计施工中应对此深度进行重点研究必要时进行补充勘探和测试旁压试验曲线压密阶段的变化特征与钻孔成孔质量密切相关能间接反映试验成败观察其变化特征可以对试验结果可靠性做出推断
陈 明星 ， 沈 少 华
（ 中 国 电建 集 团 北 京 勘 测设 计 研 究 院有 限公 司 ， 北京 １ ０ ０ ０ ２ ４ ）
摘
要 ：松 塔 水 电 站 １ ＃～６ ＃钻 孔 旁 压 试 验 曲 线 表 明 ， 其 压 密 阶段 变 化 特 征 直 接 反 映试 验 成 败 及 试 验 结 果 的可 靠
用 校正 后 的各 级 压 力 和位 移 值 Ｓ ， 绘制 户 ～ｓ
２ 旁 压试 验 简 介
２ ． １ 旁压 试验 仪器
曲线 （ 即旁 压 曲线 ） 。将旁 压 曲线 划 分 为 三个 阶段 ：
压密 阶段起 于原 点 ０ ， 终 于直 线 段 始点 ， 直 线 段延 长 线与纵 轴交 点作 横轴 平行 线与 ห้องสมุดไป่ตู้线 交点所 对应 的压
压 力与变 形 的关 系 ， 测求 地基 土 的力 学参 数 。 通过 对西 南某 水 电项 目深厚覆 盖层 工程 力学 特 性 研究 中所做 旁压 试 验 进 行 分 析发 现 ， 旁 压 试 验 与 土层工 程力 学特性 密切 相 关 ， 同一 土层 旁 压 试 验 结 果 在深 度方 向具有 一定 的变 化 规律 ， 旁压 试 验 符 合 土层 的原位 应力状 态 ， 在河 床 覆 盖 层 原位 测 试 中得
（ ３ ）
式中： Ｅ 为旁 压模量 （ ｋ Ｐ ａ ） ； 为 土 的侧 向膨 胀
第 ５ 期
陈明星等 ： 旁 压试 验 曲 线 分 析 及 其 深 度 变 化 特 征
。
一 一 ｜ 珥
（ ５ ）
９ ７
系数 （ 泊松 比） ； ５ 为 旁 压 器 原 始体 积 用 位 移 值 表示