旁压试验典型曲线
第四章—旁压试验
二、试验的基本原理
（二）理论解释
旁压试验可理想化为圆柱孔穴扩张课题，为轴对称平 面应变问题。典型的旁压曲线(压力p－体积变化量V曲线或 压力p—用测管水位下降值S)见图，可分为三段：
典型的旁压曲线
13
二、试验的基本原理
（二）理论解释
I段(曲线AB)：初步阶段，反映孔壁扰动土的压缩与恢复； II段(直线BC)：似弹性阶段，压力与体积变化量大致成 直线关系， III段(曲线CD)：塑性阶段，随着压力的增大，体积变化 量逐渐增加到破坏。
17
三、试验的仪器设备
（一）预钻式旁压仪
国内使用的预钻式旁压仪有PY型和较新的PM型两种型号。 两种型号的旁压仪外形结构相似，技术指标略有差异。其 主要部件有：
1．旁压器
为圆柱形骨架，外部套有密封的弹性橡 皮膜。一般分上、中、下三个腔体．中腔为 主脏(测试腔，长250mm，初始体积为 491mm3)，上、下腔以金属管相连通，为保 护腔（各长100mm），与中腔隔离。
7
一、概述
（四）优缺点及适用性
1．适用土层： 适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土、极软岩和软岩
等地层的测试。 2．优缺点： （1）预钻式旁压仪 优点：仪器比较简单、操作容易。 缺点：预先钻孔，孔壁土层中的天然应力卸除，加之 钻孔孔径与旁压器外径难以有效配合，土层的扰动在所难 免，使测试效果不太理想。
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1．预钻式旁压仪
a线——正常的旁压曲线； b线——反映孔壁严重扰动，因 旁压器体积容量不够而迫使试验 终止； c线——反映孔径太大，旁压器 的膨胀量有相当一部分消耗在空 穴体积上，试验无法进行； d线——钻孔直径太小，或有缩 孔现象，试验前孔壁已受到挤压， 故曲线没有前段。
37
原位测试旁压试验在软土勘察的运用
原位测试旁压试验在软土勘察的运用旁压实验是一种原位测试技术，主要用于地基土的力学参数的推测。
它通过旁压器将横向均匀压力作用于钻孔壁，通过推测径向变形与测得压力之间的关系来获得土层参数的原位测试技术。
旁压实验能够避免受到水位的影响，且测试的深度大，因此被广泛应用，尤其是软土层。
本文从旁压实验在软土勘察中的应用进行举例分析，望同行业人士共勉发展。
标签：原位测试旁压试验软土勘察在一般软土层勘察中，试验土体的类别以及承载力，包括土体的强度参数以及变形参数都可以通过旁压试验来获得。
因此，在一些重要的难度较大的地质勘察中，原位测试旁压试验被广泛应用。
本文主要对预钻式旁压试验进行分析。
1旁压实验原理理想化为圆柱孔穴扩张课题，并简化为轴对称平面应变问题。
典型的旁压曲线可分为三个阶段：初步阶段（Ⅰ）反映孔壁受到扰动土的压缩；似弹性阶段（Ⅱ）反映体积变化量及压力之间的关系；塑性阶段（Ⅲ）反应体积的变化与压力成正比。
我们将Ⅰ到Ⅱ阶段的界限压力稱为初始水平应力p0；Ⅱ到Ⅲ阶段的界限压力称为临塑压力pf；Ⅲ阶段末尾渐近线的压力称为极限压力pL。
将p—V曲线直线段延长线交于V轴，交点与p轴的平行交于与p—V曲线的对应压力即为p0；与直线段终点对应的压力即为pf；旁压试验压力会随着孔洞的不断扩张而增加，压力经过Pf后趋向于V轴的渐近线对应的压力值即为pL。
很多情况下，pL不能通过p—V曲线来确定，极限压力需要通过作图确定。
2成果应用2.1地基承载力fak确定地基承载力常用的两种方法有：临塑压力法：fak=Pf-P0极限压力法：fak=（PL-P0）/F；F为安全系数，这里取3。
2.2旁压模量EM土层体积变形以及压力之间的关系是通过旁压模量来反映出来的。
EM=2（1+μ）（Vc+Vm）·△P/△V；μ泊松比；△P（kPa）、△V（cm3）分别为压力及体积增量；Vm（cm3）为体积平均增量。
2.3变形模量变形模量E0反映了垂直方向上的压缩性质，是沉降计算中常用参数。
旁压测试在碎石土中的应用
旁压测试在碎石土中的应用摘要:随着工程勘察要求的提高，旁压试验技术逐渐得到普及，人们在软土、砂土甚至黄土中的试验研究成果日趋丰富，然而对于碎石土或者卵石层而言，由于成孔、设备等原因造成在碎石土中的旁压试验难度大，很少有人做此方面的专项研究，为此，本文结合自己工程实践经验，将现在碎石土中的旁压试验方法进行总结，系统的介绍了旁压仪在碎石土中的应用。
以便进一步的推广旁压试验，为工程建设服务。
关键词旁压仪；旁压试验；碎石土Abstract: With the engineering requirement, pressure-meter test technology gradually gained popularity, people in soft soil, sand and loess in test results is rich with each passing day, while for break-stone or pebble layer, due to the hole, equipment and other causes in gravel soil of pressure-meter test is very difficult, and few people to do this a special study, therefore, based on their practical experience, will now gravel soil of Pressure-meter Test methods are summarized, the system introduced the pressured in gravel soil of. In order to further promote the pressure-meter test, and serve for project construction.Keywords: pressure meter, pressure-meter test, gravel soil.旁压试验自上世纪70年代末80年代初引入至我国最初在压沿海软土地区应用，近年来随着勘察要求的提高，旁压试验逐渐得以普及，人们在砂土、黄土中进行试验研究成果日趋完善。
土工试验旁压试验
土工试验旁压试验48．1 一般规定48．1．1 土样为原位的黏性土、粉土、砂土、碎石土、残积土、极软岩或软岩。
48．1．2 本试验方法为预钻式旁压试验。
48．2 仪器设备48．2．1 旁压仪由旁压器、加压稳定装置和变形测量装置及导管等部分组成，其结构框图见图48．2．1。
图48．2．1 旁压仪结构图1-安全阀；2-水箱；3-水箱加压；4-注水阀；5-注水管2；6-注水管1；7-中腔注水；8-排水阀；9-旁压器；10-上腔；11-中腔；12-下腔；13-导水管；14-导压管；15-导压管4；16-量管；17-调零阀；18-测压阀；19-600kPa压力表；20-辅管；21-低压表阀；22-调压器；23-手动加压阀；24-2500kPa压力表；25-贮气罐；26-手动加压；27-1600kPa压力表；28-氮气加压阀；29-2500kPa压力表；30-减压阀；31-25000kPa压力表；32-氮气源阀；33-高压氮气源；34-辅管阀48．2．2 本试验所用的仪器设备应符合下列规定：1 旁压器：为圆柱形骨架，外套有密封的弹性膜。
预钻式一般分上、中、下三腔。
中腔为测试腔，上、下腔为辅助腔。
上、下腔用金属管连通，而与中腔严密隔离。
自钻式一般为单腔，旁压器中央为导水管，用以疏导地下水，以利于将旁压器放到测试位置。
在弹性膜外按需要可加装一层可扩张的金属保护套(铠装保护)。
其规格应符合表48．2．2的要求。
表48．2．2 旁压仪规格2 加压稳压装置：压力源为高压氮气或人工打气，并附有加压稳定调节阀和压力表。
其量程和最大允许误差应符合表48．2．2的要求。
3 变形量测装置：一般由体变管或液位仪及辅管组成，其量程和最大允许误差应符合表48．2．2的要求。
也可采用横向变形传感器直接测出径向变形。
其技术条件应符合现行国家标准《岩土工程仪器基本参数及通用技术条件》GB／T 15406的规定。
4 导管：为尼龙软管，连接旁压器中腔与体变管相通，连接上、下腔与辅管相通。
旁压试验估算地基土水平基床系数方法
旁压试验估算地基土水平基床系数方法探讨摘要：根据某工程旁压试验的测试结果，结合地区经验，探讨采用旁压试验估算地基土水平向基床反力系数的方法。
关键词：旁压试验；地基土水平向基床反力系数地基土水平向基床系数为土抗力与水平位移之间的比例系数，对于多支撑式基坑挡墙围护结构设计，目前多采用的分析方法是竖直弹性地基梁法，作为此种方法中的重要参数，地基土水平基床系数的取值对基坑围护结构设计的科学合理性具有重要意义。
本文主要探讨采用预钻式旁压试验确定地基土水平向基床系数的方法。
一、影响基床系数的因素基床系数的大小与土体的类别、物理力学性质、结构物基础部分的形状、大小、刚度、位移有关以外，还和埋深、应力水平、应力状态、地下水、时间效应等因素有关，这些因素共同决定了基床系数是一个不容易确定的指标。
[1]细粒土与粗粒土之间所表现的特性有显著的差异性，细粒土稠度增加，粗粒土密实程度的提高都会使基床系数增加[2]；基床系数与基础尺寸密切相关，基础尺寸越大，基床系数就相应减小，有关试验研究表明，因土的复杂性，土体的变形量与基础尺寸并不完全是呈线形关系变化，即基床系数与基础尺寸的关系不一定是线形关系。
[3]二、预钻式旁压试验简介预钻式旁压试验（pmt）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，利用仪器量测压力与变形的关系，测求地基土的力学参数。
旁压试验可理想化为圆柱孔穴扩张课题，并简化为轴对称平面应变问题。
典型的旁压曲线可分为三个阶段：ⅰ阶段：初始阶段；ⅱ阶段：似弹性阶段，压力与体积变化量大致呈直线关系；ⅲ阶段：塑性阶段，随着压力的增加，体积变化量也迅速增加。
ⅰ-ⅱ阶段的界限压力相当于初始水平应力p0；ⅱ-ⅲ阶段的界限压力相当于临塑压力pf；ⅲ阶段末尾渐近线的压力为极限压力pl。
三、预钻式旁压试验求取地基土水平向基床反力系数利用旁压试验估算地基土水平向基床反力系数可按下式确定：km=δp/δr式中：δp为压力差δr为δp对应的半径差。
岩土勘察技术——旁压试验
岩土勘察技术——旁压试验0 引言旁压仪试验是在现场钻孔中进行的一种水平向荷载试验，旁压试验原理是通过向圆柱形旁压器内分级充气加压，在竖直的孔内使旁压膜侧向膨胀，并由该膜将压力传递给周围的土体，使土体产生变形直至破坏，从而得到压力与扩张体积( 或径向位移)之间的关系，根据这种关系对地基土的承载力、变形性质进行评价。
旁压试验于1930年起源于德国，最初是在钻孔内进行侧向载荷试验的仪器，这也就是最早的单腔式旁压仪。
1957年，法国工程师路易斯-梅纳研制成功三腔式旁压仪，因其应用效果良好而推广普及到全世界。
旁压仪在我国已有40多年的应用历史，而在各类岩土工程中得到推广和应用还只是近20多年的事。
随着我国“十三五”规划及“一带一路”的实施，一些超大工程和高层建筑物日益增多，这些工程要求勘察能提供准确、可靠的地基岩土的物理力学参数。
旁压试验作为一种原位勘察测试技术，可以在不同深度的土层或软岩中进行测试，提供土层或软岩的有效力学参数；与室内试验相比，有快捷、省力而又经济的特点；同时旁压试验的机理也在几十年的发展中日趋完善。
这些是旁压试验在我国岩土工程中得以推广的原因。
目前，旁压试验已经应用到黄土地基、软土地基、冻土地基和软岩地基的勘察测试中，为设计部门提供可靠的参数。
1 旁压试验基本原理1.1基本假定a 钻孔周围的岩土介质是均质无限体,孔穴呈圆柱形，孔穴扩张处于平面应变状态；b 孔周介质具有各向同性和弹塑性；c 介质是连续的并且处于平衡状态；d 孔穴扩张时，介质的应力应变关系能用増量弹性理论描述，屈服面服从摩尔一库仑方程；1.2弹性理论孔穴受到内压力p后开始扩张，扩张初期，孔周介质径向应力増加，环向应力减小，介质富有弹性可张性质，处于弹性应力状态。
处于弹性应力状态土的应力应变关系可用下式表示：（1）式中Δσθ、Δσr 、Δσz 分别表示环向、径向、竖向应力增量，以压为正，εθ、εr 、εz 分别表示环向、径向、竖向应变，以压为正；[D]表示增量弹性矩阵。
附图7：旁压试验成果图
院
勘
检查
图号 3/43
0 0
50
旁压试验成果图
钻孔编号: MIZ3-PTZ-013 试验深度: 试验编号: MIZ3-PTZ-013-5 试验地层:
11.60-12.20 m 泥质粉砂岩
MIZ3-PTZ-013-5 P-V 曲线
450
900
1350 1800 2250 2700 3150 3600 4050
技术负责
长沙勘察设计研究 长沙地铁1号线1期工程KC-3标披塘路站详
院
勘
检查
图号 1/43
旁压试验成果图
旁压试验成果图
钻孔编号: MIZ3-PTZ-013 试验深度: 试验编号: MIZ3-PTZ-013-2 试验地层:
4.80-5.40 m 泥质粉砂岩
MIZ3-PTZ-013-2 P-V 曲线
0
350
P0
Pf
P(kPa)
100
150
200
250
300 V0
350 Vf
400
V(cm3) 450
试
P0=581kPa
V0=330cm3
E=294.23MPa
验 结
Pf=3383kPa
Vf=364cm3
Em=298.73MPa
果
PL=15123kPa Pf-P0=2802kPa PL-P0=14542kPa
Vf≥474cm3
Em≥711.34MPa
果
/
Pf-P0≥4346kPa
P0
Pf P(kPa)
100
150
200
250
300
350 400 V0
450 Vf V(cm3)
利用旁压试验估算土的地基承载力和压缩模量
广东土木与建筑GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING2019年3月第26卷第3期MAR 2019Vol.26No.3DOI:10.19731/j.gdtmyjz.2019.03.011作者简介：伍钊源（1984-），男，大学本科，工程师，主要从事地基基础工作。
E-mail ：285683022@ 0引言旁压试验是一项重要的原位测试手段，在岩土领域具有广泛的运用，相比其他的原位试验，旁压试验具有以下优点：实用性大、适用性广和可操作性强等[1]。
由于旁压试验具有很多的优点，大量学者通过旁压试验对土的强度和力学参数进行研究，并取得了一定的成果。
于永堂等人[2]通过旁压试验确立西安黄土基床系数的取值范围和经验公式，得到基床系数与旁压模量、标贯击数均近似呈线性关系与压缩模量及压缩系数近似呈二元幂函数关系。
肖先波等人[3]利用旁压试验获得土体变形模量和抗剪强度。
黄文雄等人[4]讨论了砂土旁压试验的反分析问题，建议利用旁压试验实测数据反演确定土体的初始状态而非材料参数，材料参数可以通过实验室常规试验确定。
汪明元等人[5]通过旁压试验来获得海洋地层力学参数，来丰富海洋地层勘探方法。
大量的学者们[6-8]对海相沉积软土采用旁压试验获得大量的物理和力学参数，并对压塑模量、初始压力、临塑压力、剪切模量等参数进行了详细的分析。
温勇等人[9]基于旁压试验获取切线模量法计算参数的方法，并验证该方法是可行的。
张虎等人[10]对比了冻土旁压试验结果与常规试验结果，结果发现在温度相同时，旁压试验的剪切强度以及初始弹性模量都要大于单轴试验，且温度越低差值越大。
通过上述分析，可以看出旁压试验在各类土质中都可应用，同时由于土质的不同，试验结果存在很大的差异。
而对于佛山地区的土性研究很少，对于该地区旁压试验的研究存在一定意义。
故本文通过对佛山市禅城区典型土质进行旁压试验，结合现场实际土层分布对其旁压曲线进行分析，得到该地区粉质黏土和淤泥质土在不同埋深条件下的强度和变形量，通过计算得出相应的地基承载力和压缩模量，并和静力初探试验进行对比分析，验证了该次试验的可靠性，以及给出了压缩模量和变形模量之间的换算系数，以及地基承载力的折减系数，为以后该区域内的相关工程中参数的选择提供一定参考。
预钻式旁压试验结果分析
出ｌ ， ２ 防止过早取 出旁压 器时 由于 旁压腔 内水未 完全 回到 Ｊ
水箱造成弹性膜 脱落 ， 以减 少重 新标定 弹性膜 对试 验进 可
度 的影 响 。
２ 旁压试验数据分析
要相互 匹配 ， 试验时要保证旁压器 的三个腔 在 同一 土层 ， 同
旁压器在逐级加载时 ， 孔壁土体变形通常会出现以下三个 变形阶段 ： 恢复阶段、 似弹性阶段 、 塑性发展阶段。根据 测得 曲 线的特征可以很容易确定出孔壁土体的静止侧压力 Ｐ 、 ０临塑压
时 ， 以利用管路 内的压 力 ， 旁压器 内的水 回流到水 箱 ， 可 使
管路消压后必 须等 ３ ｎ以上才 能将 旁压器 从试 验孑 中 取 ｍｉ Ｌ
●
ｔ ｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｍｅｅ ｄ ｌ ｓ ｒ ｓ ｕ ｅ ｓ ｅ ｒｍｏ ｕ ｕ ，ｆｕ ｄ ｔ ｎ ｓ ｉ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ａ ａ ｔ ｒ ，ｅｃ Ｉ ｒ ｈ ｒ ｓ ｕ ｅ ｔｒｍｏ ｕ ｕ ，ｐ ｅ ｓ ｒ ｈ ａ ｄ ｌ ｓ ｏ ｎ ａｉ ｏ ｌ ｃ ａ ｉａ ｒ ｍｅｅ ｓ ｔ． ｎ ｏ ＿ ｏ ｐ ｄ ｒ ｔ ｒ ｖｄ ｈ ａ ｉ ａ ｏ ｔ ｖ ｌ ａｉ ｎ ｔ ｅ ｆｕ ｄ ｔ ｎ ｓ ｉ’ ｏ ｄ ｔ ｎ ｅ ｐ ｏ ｉ ｅ ｔｅ ｂ ｓｓ ｂ ｕ ａ ｕ ｔ ｏ ｎ ａｉ ｏ ｌ Ｓ ｃ ｎ ｉ ｏ ． ｏ ｅ ｏ ｈ ｏ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ ｒ － ｒ ｌ ｇ ｌｔ ｒ ｌ ｒ ｓｕ ｅ ｔｓ ；ｐ ｒ ｍｅｅ ｆ ｅｏ ｍａｉ ｎ； —ｉ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ｐ ｅ ｄ ｌ ｎ ａｅ ａ ｅ ｓ ｒ ｅ ｔ ａ ａ ｔｒｏ ｆ ｒ ｔ ｉ ｉ ｐ ｄ ｏ ｉ ｓｕｔ ｔ ｎ ｔ ｅ
ＡＮＡＬ Ｉ ＹＳ Ｓ ＴＨＥ ＲＥＳ ＵＬＴ ＡＢｏＵＴ ＲＥ－ Ｐ ＤＲⅡ ＮＧ ＬＩ ＬＡＴ ＥＲＡＬ ＰＲＥＳ ＵＲＥ Ｓ Ｓ ＴＥ Ｔ Ｌ Ｕ Ｌ — ｎ ， Ｎ Ｕ Ｙａ ｑ ａ ｇ ＷＡＮＧ Ｉ ｉ ｍｉ ｇ Ｉ — ｉｎ ， Ｘｕ
第七章 旁压试验
第一节 概述
3、分类 按照将旁压器放置土层中的方式，旁压试验分为： →预钻式旁压试验 →自钻式旁压试验 →压入式旁压试验 目前，国际上出现一种将旁压腔与静力触探探头
组合在一起的仪器，在静力触探试验的过程中可随时 停止贯入进行旁压试验。
第一节 概述
4、优缺点 优点：旁压试验的优点是和静力载荷测试
比较而显现出来的。它可在不同深度上进行测 试，所求地基承载力值基本和平板载荷测试所 求的相近，精度很高。预钻式设备轻便，测试 时间短。
缺点：受成孔质量影响大，在软土中测试 精度不高。
第一节 概述
5、旁压试验结果结合地区经验，可以用于以下 岩土工程目的：
（1）评价地基土的承载力和变形参数； （2）根据自钻式旁压试验的旁压曲线，还可以 推求地基土的原位水平应力、静止侧压力系数和不排 水抗剪强度等土性参数。 6、适用土层 粘性土、粉土、砂土、碎石土、极软岩和软岩等。
p0：初始水平压力 pf：临塑压力 pL：极限压力
典型的旁压曲线
第二节 试验基本原理
广
州
地
6.0m 深度处P-V曲线
铁
三
号
线
大
塘
站
旁
10.0m 深度处P-V曲线
压 试
验
曲
线
第二节 试验基本原理
依据旁压曲线似弹性阶段(BC段)的斜率，由圆孔扩
张轴对称平面应变的弹性理论解，可得旁压模量EM和旁
压剪切模量G
升至（或稍高于）目测管的 “0”为时，关闭阀2、阀1，旋
松调压阀，打开水箱盖。在此
过程中应不断晃动拍打导压管
和旁压器，以排出管路中滞留 的空气。
PM-1型旁压仪系统原理图
第四节 技术要求与试验方法
旁压试验
成孔工具等配件
预钻式旁压仪要预先 成孔， 其成孔工具主 要是勺钻（图1-4）， 适用于一般粘性土。 对于坚硬土层， 应用 轻型钻机成孔。
图1-4：成孔工具
旁压仪工作原理
当水箱中的水注满旁压仪的三腔并返回测管和 辅管后， 加压装置所加的气压， 通过高压调压阀控 制的预定压力， 直接传到测管的辅管水面， 使气压 转变为水压， 并将压力传递给放在钻孔中的旁压器； 旁压器弹性膜受力后膨胀， 从而对孔壁土体施加侧 向压力， 形成均匀的圆柱形应力区， 导致土体变形 并引起测管水位下降。 根据试验压力和测管水位降 之间的关系， 可以得到应力大小及土体变形随着时 间变化的规律。 然后， 绘制应力-应变关系曲线， 通过曲线形态分析及利用有关公式， 可求得土体力 学性质的有关参数。
旁压试验
LOGO
原位试验包括
平板载荷试验 静力触探试验 标准贯入试验 十字板剪切试验 旁压试验 圆锥动力触探试验 扁铲侧胀试验 现场直接剪切试验 波速测试 岩体原位应力测试 激振发测试
旁压试验
旁压测试(PMT)又称横压试验。是一种利用钻孔做的原 又称横压试验。 旁压测试 又称横压试验 位横向载荷试验。根据钻孔方法的不同， 位横向载荷试验。根据钻孔方法的不同，分预钻式和自 钻式。在前面未加“自钻”两字时， 钻式。在前面未加“自钻”两字时，习惯上系指预钻式 。 工作原理：通过旁压器向竖直的孔内施加压力，带橡 皮膜的探头使旁压膜膨胀，并由旁压膜（或护套）将 压力均匀地传给周围土体（或软岩），使土体（或软 岩）产生变形直至破坏（图1-1），并通过量测装置， 测出施加的压力和土变形（或径向位移）之间的关系， 然后绘制应力-应变（或钻孔体积增量、或径向位移） 关系曲线。根据这种关系推求地基土（或软岩）的力 学性质指标所进行的一种原位试验。
旁压试验
图1-1：旁压测试示意图
旁压试验的优点
�设备轻便，操作简易，测试迅速； �可在不同深度进行试验，而不受地下水的限制； �与室内试验相比，横压试验涉及的试样大得多，而且扰动不大； �与其他原位测试方法比较，试验时的应力条件接近于轴对称圆柱孔穴 扩张的课题，该课题的弹性解及弹塑性解是已解决了的； �除了可测定土的横向压缩性，还可测定原始侧压力系数 K0、强度参数 及应力应变关系。
旁压试验的优点主要是与静力载荷测试比较而显现出来的：它可在不 同深度上进行测试；所求地基承载力值基本和平板载荷测试所求得的相 近；精度很高；预钻式设备轻便；测试时间短。其缺点是受成孔质量影响 大，在软土中测试精度不高。
旁压测试法的仪器设备
主要由四部分组成：
旁压器， 也称探头
管路
变形量 测系统
加压稳 定装置
成孔工具等配件
预钻式旁压仪要预先 成孔， 其成孔工具主 要是勺钻（图1-4）， 适用于一般粘性土。 对于坚硬土层， 应用 轻型钻机配套专业成 孔钻头成孔。
图1-4：成孔工具
旁压仪工作原理
当水箱中的水注满旁压仪的三腔并返回测管 后，加压装置所加的气压， 通过高压调压阀控制的 预定压力， 直接传到测管水面， 使气压转变为水 压， 并将压力传递给放在钻孔中的旁压器； 旁压器 弹性膜受力后膨胀， 从而对孔壁土体施加侧向压 力， 形成均匀的圆柱形应力区， 导致土体变形并引 起测管水位下降。 根据试验压力和测管水位降之间 的关系， 可以得到应力大小及土体变形随着时间变 化的规律。 然后， 绘制应力-应变关系曲线， 通过 曲线形态分析及利用有关公式， 可求得土体力学性 质的有关参数。
加压方式
钻孔质量 稳定变 形标准
地基极限设计
极限荷载 极限荷载是指整个地 基处于极限平衡状态 时所承受的荷载。 容许荷载 容许荷载是极限荷载除以 一个安全系数得到的。
10.6_旁压试验(岩土工程)
二、仪器校正
仪器综合变形校正方法是:联接好合适长度的导管，注 水至要求高度后，将旁压器放入校正筒内，在旁压器 受到刚性限制的状态下进行。按试验加压步骤对旁压 器加压，压力增量为100kPa ,逐级加压至800 kPa以上 后，终止校正试验。各级压力下的观测时间等均与正 式试验一致，根据所测压力与水位下降值绘制其关系 曲线.曲线应为一斜线，如图所示。
2. 试验基本原理
依据旁压曲线似弹性阶段(BC段)的斜率，由 圆柱扩张轴对称平面应变的弹性理论解，可
得旁压模量EM,和旁压剪切模量GM。
工作时，由加压装置将较低的气压转换为较 高压力的水压。并通过高压导管传至旁压器 ，使弹性膜膨胀导致地基孔壁受压而产生相 应的变形。
根据所测结果，得到压力p和位移值S间的关 系,即旁压曲线。从而得到地基土层的临塑压 力，极限压力、旁压模量等有关土力学指标 。
3.2 自钻式旁压仪
自钻的原理是把装有旁压器的薄壁取 样器用某一速率压入土中，同时用几 个转动的刀片将进入取样器内的土芯 弄碎，形成钻屑，钻屑因刀片标高处 射出的液体作用而变成悬浮液，从旁 压器的中央通过钻杆空心孔排到地面。
4. 技术要求与试验方法
一、试验前准备工作 二、仪器校正 三、预钻成孔
一、试验前准备工作
开孔至预定深度以下35cm处
值得注意的是，试验必须在同一土层，否则， 不但试验资料难以应用，且当上、下两种上 层差异过大时，会造成试验中旁压器弹性膜 的破裂，导致试验失败。另外。钻孔中取过 土样或进行过标贯试验的孔段，由于土体已 经受到不同程度的扰动，不宜进行旁压试验。
四、试验
成孔后，应尽快进行试验。压力增量等级和 相对稳定时间(观察时间)标准可根据现场情况 及有关旁压试验规程选取。其中：压力增量 建议选取预估临塑压力pf的1/8-1/12.如不易预 估。根据《PY型预钻式旁压试验规程》，压 力增量可参考下表确定。
旁压试验
第五节旁压试验一、定义）是利用钻孔做的原位横向载荷试验，是工程勘察中的一种常用原位测l测试原理：通过旁压器在竖直的孔内加压，使旁压膜膨胀，并由旁压膜将压力传给周围土体，受成孔质量影响大，在软土中测试精度二、旁压测试的仪器设备分为两类：预钻式旁压仪l旁压器是旁压仪中的1、仪器校正（率定）率定旁压仪的目的是为了校正弹性膜和管路系统所引起的压力损失或体积损失。
分为旁压器弹性膜约束和旁压器综合变形的率定。
线。
三、测试步骤和注意事项在压力作用下，连接控制箱和旁压器的管路会膨胀，造成测管中液体的体积损失，所以要进行综合变形的率定。
方法：将旁压器放在无缝钢管或有机玻璃管内，使旁压器的横向变形受到约束，分级加压，测量管路变形与压力的关系。
求仪器综合变形校正系数a2)仪器综合变形的率定2.开孔至预定深度以下35cm 处3.把旁压器放入孔中测管水位下降值接近最大容许值注意事项（1）钻孔结束后，应将旁压器尽快放入孔中的预定深度；（2）必须保证旁压器三腔都位于同一土层中，不应该放置在）若旁压仪长时间不用，应排尽水箱、管路系统和旁压器的水四、数据处理1.绘制弹性膜约束曲线和仪器综合变形曲线数据校正把测试数据P m , S m 校正为P, S(kPa)-P (kPa);-P (kPa);-P i w m 的弹性膜约束力管水位下降值对应弹性膜约束曲线上与测静水压力压力表读数P(kPa)S(cm)(kPa)P t =P m +P wP iPS (3min)S =(P +P )a S013838316344100113..57...6.774..例如：(cm/kPa)- ;)(-S (cm);-S : )(S m 仪器综合变形校正系数实测测管水位下降值值校正后的测管水位下降式中a a cm P P S w m m +-=P(kPa)S(cm)(kPa)P =P +P P PS (3min)S =(P +P )a S.6.774.. 3.绘制旁压测试曲线（如图5-23）曲线可以分为三部分：1)第一曲线段五、测试的影响因素1、成孔质量（这对于预钻式旁压试验来说是非常重要）软土的扰动对测试结果的影响很大，必须根据土类选择不同的钻孔方法成孔应该是垂直，且其直径与旁压器吻合的好。
旁压试验
Si=(Pm+Pw) 0.026
0.076 0.126 0.226 . .
S 0.174
1.724 3.974 6.774 . .
Pw
25 50 100 . .
13
38 63 113 . .
0.2
1.8 4.1 7.0 . .
2)
S S m ( Pm Pw )
(5 - 26)
1、确定地基土的承载力
1) f k Pf P0 PL P0 2) f k F 硬土、一般土 (F 2 - 3) 红粘土、软土
2、确定单桩的轴向承载力 旁压器周围的土体受的作用为剪切为主，与桩的作 用机理相近
PL 桩端容许承载力 q d 3 Baguelin (1978 ) P 桩侧容许摩阻力q f L 20
注意事项
（1）钻孔结束后，应将旁压器尽快放入孔中的预定深度； （2）必须保证旁压器三腔都位于同一土层中，不应该放置 在强度差异较大的土层中； （3）注水时，测管的水位绝对不可超过最高刻度线； （4）测试时，不得使用杂质水，应使用蒸溜水或冷开水； （5）不能任意将旁压器裸露放置； （6）将快速接头取下后，应立即套上保护套罩，严防泥沙 进入管道中，使仪器损坏； （7）不得任意拆卸调压阀，以防其精度降低； （8）若旁压仪长时间不用，应排尽水箱、管路系统和旁压 器的水
砂土中表现明显，临界深度随砂土密实度的增 加而增加，一般为1~3m。 在临界深度内，由于地面是临空面，土体可以 产生较明显的垂向变形，而在临界深度以下， 因上覆土层压力加大，限制了垂向变形，基本 上只有径向变形。
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旁压试 第四节 第五节 第六节 概述 测试设备 测试步骤 测试数据处理 测试精度影响因素 测试结果的应用
岩土工程勘察4.7 旁压试验
2. 试验基本原理
工作时，由加压装置将较低的气压转换为较高压力 的水压。并通过高压导管传至旁压器，使弹性膜膨 胀导致地基孔壁受压而产生相应的变形。
根据所测结果，得到压力p和位移值S间的关系,即 旁压曲线。从而得到地基土层的临塑压力，极限压 力、旁压模量等有关土力学指标。
水箱 加压 注注 水水 管管 21
传递压力与体积信息的系统，通常包括气路、水(油) 路和电路。
3.2 自钻式旁压仪
自钻的原理是把装有旁压器的薄壁 取样器用某一速率压入土中，同时 用几个转动的刀片将进入取样器内 的土芯弄碎，形成钻屑，钻屑因刀 片标高处射出的液体作用而变成悬 浮液，从旁压器的中央通过钻杆空 心孔排到地面。
4. 技术要求与试验方法
旁 压 器
注： 旁压器
水箱 低压表
中 注水阀
腔
注
水 阀
排水阀 测
辅
管
管
导导 压压 管管
34
调
零
阀 测
辅
管
管
阀
阀
快速接头
变形量测装置
中压表
低压 表阀
调 压 阀
手动加压阀
氮气加压阀 中压表 减压阀
中压表
高压表 氮气加压阀
高
储 气 罐
手 动 加
压 氮 气 源
压
加压稳压装置
3. 试验仪器设备与安装
3.1 预钻式旁压仪 预钻式旁压仪由旁压器、控制单元和管路三部分
1. 概述
预钻式旁压试验适用于粘性土、粉土、砂土、碎石 土、残积土、极软岩和软岩。
自钻式旁压试验适用于粘性土、粉土、砂土，尤其 适用于软土。
仪器名称 梅纳旁压仪
型号 G-AM
厂家 法国APAGEO
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 ：
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旁压试验典型曲线
旁压试验是一种常用的原位测试方法，可用于评估土壤的工程性质。
在旁压试验中，通过在土壤样品周围施加压力，测量压力与样品变形之间的关系，从而得到旁压曲线。
旁压曲线通常分为三个阶段，分别是圆柱体阶段、剪切带阶段和破坏阶段。
1.圆柱体阶段
在旁压试验的初始阶段，土壤样品尚未受到明显的压力作用，其形状类似于圆柱体。
此时，压力与变形之间呈线性关系，土壤样品的体积变化较小。
这个阶段通常被视为土壤样品的弹性阶段，其中土壤颗粒之间的摩擦力较小，土壤样品可以看作是一个弹性体。
2.剪切带阶段
随着压力的增加，土壤样品开始进入剪切带阶段。
在这个阶段中，土壤样品开始发生剪切变形，其形状逐渐偏离圆柱体。
此时，压力与变形之间的关系不再是线性的，而是呈现出曲线的形式。
剪切带阶段反映了土壤样品中颗粒之间的摩擦和滑移作用，是土壤样品由弹性阶段向塑性阶段转变的过程。
3.破坏阶段
在旁压试验的最后一个阶段，土壤样品达到其承受极限并发生破坏。
此时，压力与变形之间的关系呈现出突变的形式，土壤样品的变形迅速增加。
破坏阶段反映了土壤样品的强度和稳定性，是工程实践中需要重点关注的部分。
在破坏阶段之后，土壤样品的变形将不再随着压力的增加而增加，而是进入了一个相对稳定的状态。
总结
旁压试验典型曲线反映了土壤在受到压力作用下的变形和破坏过程。
通过分析旁压曲线，我们可以得到土壤的弹性、塑性和强度等工程性质信息。
这些信息对于工程设计和施工具有重要的指导意义。
在进行旁压试验时，需要注意以下几点：首先，要选择具有代表性的土壤样品，以避免测试结果的偏差；其次，要保证测试设备的精度和稳定性，以确保测试结果的可靠性；最后，要对测试结果进行正确的分析和解释，以便得到准确的工程性质信息。