旁压试验

3 旁压试验工艺流程
旁压仪系统示意图
4 旁压试验工程实例
①中国科学院武汉岩土力学研究所于2002年6～8月在甘肃谗口—柳 沟河高速公路段、山西大同—运城高速公路段、陕西阎良—禹门口高速 公路段共6个试验场地进行旁压试验和其他现场试验。这几个试验场地 均为黄土地貌，上覆黄褐色、红褐色、褐黄色、褐色的粉质粘土、粘土、 粉土、粘质砂土、粉土等黄土类土，其特点为：稍湿、可塑，稍密～中 密，可塑，土质纯净，含针状孔隙，大孔较发育。
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：
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 (1) 压为正；[D]表示增量弹性矩阵。
②旁压试验采用国产的PY-3型预钻式旁压仪，旁压器直径为50mm， 测量腔长为250mm，全长为500mm。这次试验共有82个测点，测试最大深 度为9.6m。
4 旁压试验工程实例
该图为某一钻孔不同深度测点的压力-变形关 系曲线，具有一定的代表性。该曲线具有恢复区、 似弹性区和塑性发展区，分区比较明显，曲线完好； 不同深度测点的旁压曲线非常接近，特别是恢复区、 似弹性区的曲线，基本平行，说明这些土层属于同 一类型的土，力学性质也相近；似弹性区曲线接近 直线，在横坐标较小范围内压力P值升高很多，超 过0.25MPa，说明钻孔孔壁土体基本没被干扰，土 体结构没被破坏，成孔质量较好；当压力达到一定 值后，土体遭受破坏，并快速屈服，表现在塑性发 展曲线在较小压力范围内趋于水平，从这段曲线也 可知，黄土是一种结构性土，结构性能较好，一旦 不同深度的压力-变形关系曲线 结构被破坏，就快速屈服，失去承载力。
旁压试验应力应变关系式:
式中εcr表示临界应变,以压缩为正，εv表示塑性区平均体积应变，以体压缩为
正。
2 旁压试验技术设备
3 旁压试验工艺流程
(1)选择适当的仪器和成孔方法，确定旁压孔的数目、布置和测试深度。 (2)检查旁压管路长度是否合适，仪器本身各组件和接头等是否正常。并进 行旁压仪充水和去气。 (4)钻孔结束后，给体积计调零并将探头尽快地插入土中，探头下放时动作 要细致均匀，以免钻孔中被排开的水和空气在探头和孔壁之间受到挤压而产 生附加的孔壁超压力。 (5)缓慢打开测管阀门，此时探头中产生静水压力为主腔的第一级荷载。旋 转调压器旋钮时要平稳，当加压因不慎超过预定压力时，不允许退回来，直 接记下该压力下的读数。大约8～14 个点。 (6)终止试验是将探头中的水依靠弹性膜的约束力和管道中的高压将水回送 到测管、辅管或水箱。 (7)试验数据记录应包括旁压仪型号、成孔工具、地层及地下水位的情况， 校正试验、正式试验都必须按照规定格式填写记录表。
4 旁压试验工程实例
(2)由于旁压曲线完好，各区曲线分区明显，容 易确定临塑压力 Pf 和土层的静止侧压力 P0，采用 临塑压力法来确定地基容许承载力，即 fk=Pf-P0
(3)变形模量是估算地基沉降量的重要数据，一 般由室内试验取得，由载荷试验取得变形模量也有 了比较成熟的方法和理论，但由旁压试验确定变形 模量还未成熟，本文采用黄熙龄等人提出的旁压系 数法，其公式为
式中E表示土的弹性模量;ri 表示孔穴半径;μ表示土的泊松比， (4)
Δp 表示孔内附加压力 。
对孔壁土，式(4)可以写为:
式中G表示剪切模量, E表示弹性模量，P0表示初始水平应力，p表示
孔内径向压力，εi表示孔壁环向应变，此处压为正。ui表示孔壁位 (5)
移。式(5)第一个公式就是弹性阶段旁压试验应力应变关系 。
孔周土的平衡微分方程为：
(2)
取压应变为正，则几何方程为：式中r表示孔穴内壁半径;u表示距离孔穴
中心为r处的水平位移。孔穴扩张的边界条件为:①r→∞时,u=0;②r=ri时,
Δσr =Δp。其中ri表示孔穴半径,Δp表示孔内压力增量。
(3)
1 旁压试验理论方法
联解式(1)～式(3),并代入上述边界条件, 可得弹性位移场和应力场:
1.3 φ=0 土的塑性理论
对φ=0情况，将c记为cu(表示不排水粘聚力)。同理可得出下述公式
临界压力表达式:
塑性区应力分布为 :
旁压试验应力应变关系式:
式中εcr表示临界应变，以压缩为正，。εv表示塑性区平均体积应变，以体压缩为正。
2 旁压试验技术设备
1.4 c=0土的塑性理论
对c=0情况，同理可得出下述公式 临界压力表达式: 塑性区应力分布:
图2是整理出的兰州场地某一钻孔和阎良场地某一 钻孔的变形模量，它表现出一定的离散性，说明这 2个钻孔的土层受到不同程度的干扰。
图2 变形模量沿钻孔 深度的变化趋势
谢谢
演示完毕，感谢您的聆听
岩土工程勘察技术 —旁压试验
汇报人：
目录
1
旁压试验 理论方法
2
旁压试验 技术设备
3
旁压试验 工艺流程
4
旁压试验 工程实例
பைடு நூலகம்
1 旁压试验理论方法
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；