静孔隙水压力与超静孔隙水压力-兼与陈愈炯先生讨论

第34卷第5期2012年5月

岩土工程学报

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静孔隙水压力与超静孔隙水压力

―兼与陈愈炯先生讨论

李广信

(清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084〕

摘要：土中的孔隙水压力是土力学的基本概念，也是饱和土体有效应力原理和渗流固结理论的基础。本文认为静止的地下水中和稳定渗流场中土中孔隙水压力均属于静孔隙水压力，而超静孔隙水压力是由于外部作用或者边界条件变化在土体中引起的，不同于静孔隙水压力的那部分孔隙水压力，在有排水条件下，它将逐渐消散，并在消散过程中伴随土体的体积变化。文中也针对一些例子进行了讨论。

关键词：静孔隙水压力；超静孔隙水压力；稳定渗流；有效应力原理

中图分类号：丁口43 文献标识码：八文章编号：1000 -4548(2012)05 - 0957 - 04

作者简介：李广信〔1941 -〕，男，黑龙江宾县人，博士，教授，主要从事土的本构关系等方面的研究。2-瓜迎：

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0引言

孔隙水压力是土力学中的最基本概念之一，饱和土体的有效应力原理和渗流固结理论都建立在这一概念的基础之上。在土力学及其相关领域中，人们通常将其分为静孔隙水压力和超静孔隙水压力，但是对此也存在着不同的理解。

有人认为除了静止的地下水位以下土中的孔隙水压力以外的所有其他孔隙水压力均属超静孔隙水压力，包括稳定渗流场中的孔隙水压力⑴；也有一些人将孔隙水压力分为静、超静孔隙水压力和渗流中的孔隙水压力3种⑵；在殷宗泽教授编著的《土工原理》一书中，他认为静止地下水和稳定渗流情况下的水压力都是静孔隙水压力，而如水位骤降的不稳定渗流的水压力，为超静孔隙水压力⑸。

拜读了陈愈炯先生的“孔隙压力的类别及其叠加”一文（以下简称“陈文”)，很有收获。他将孔隙水压力分为甲、乙两类，将稳定渗流中的孔压与静止地下水以下土中的孔压归入甲类，将由荷载引起的孔压归入乙类，并结合工程问题进行叠加。这对于澄清概念和正确处理土工问题都是很重要的。

本文对此问题提出一些个人的看法，也针对陈文进行一些讨论，以期引起同行们的关注，并得到指教与提高。

1孔隙水压力

《岩土工程基本术语标准》（^^/^ 50279—98〕⑷将土中的孔隙水压力分别称为“静水压力”和“超静

基金项目：重点基础研究发展计划〔973〕项目（^^川口^了^^川^)

收稿日期:2011 - 11 -23

958岩土工程学报2012 年

水压力”。按说孔隙水压力也属于水压力，但是在涉及土中水时，尤其是作为一个国家标准的条目时，不应省略“孔隙”二字。土力学中在推导有效应力原理中忽略了颗粒的接触面积⑸；在推导饱和土体的渗流固结理论时，能够认为土中流出的水量等于土体的体积变化，都是源于土中水是孔隙水。

陈文中对此都称为“孔隙压力”，省去了 “水”字。似乎是指讨论的问题中有时土体不一定完全饱和，这也似无不可。但是文中讨论的也还都是饱和土或者高饱和度的土，均适用于有效应力原理，因而无论是计算，还是量测的都应是孔隙水压力。例如8匕瓜讲0打的孔隙水压力公式：

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尽管孔压系数8可能远小于1.0，但式中的仍然是孔隙水压力。在1^2吗化的有效应力原理中：

0 = 0^从，(^)式中的从也是孔隙水压力⑸。

在土力学中，常常为了方便，它们可以被简称为 “孔压”、“静孔压”与“超静孔压”。

将孔隙水压力分为静与超静两种，常常是人们为了解决问题的方便，其实二者没有本质上的差别。它们都是在相互连通的土的孔隙中传递的；都是各向等压和作用于物体（颗粒〉表面的法向的；也都适用于有效应力原理。

如果以饱和土中的土骨架作为隔离体，则其平衡方程可以式0〉、“）两种形式表达4

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在式0〉中，?表示的是包括静与超静孔压的孔隙水压力；在式“）中，从不包括静止地下水中的孔压 X。二者只差一个单位土体的浮力；3^131。

超静孔隙水压力概念的建立可能源于1^2明化的单向渗流固结理论。

2静孔隙水压力

殷宗泽教授认为静孔隙水压力包括静止的地下水中的土体中的孔隙水压力和稳定渗流场中土体中的孔隙水压力是很有道理的。“坐地日行八万里”，在总是不断自转和公转的地球上，我们仍然认为很多东西是静止的，那么在稳定渗流中的孔隙水压力况/3^0，也是一种相对的静止。所以可以定义为：静孔隙水压力是静止的地下水土体中的孔隙水压力和稳定渗流场中土体中的孔隙水压力。

地球上土以固体颗粒构成骨架，骨架中充满了孔隙，孔隙中存在孔隙流体，该流体一般是空气与水，所以土是由三相组成的。孔隙流体可以在自重和外部作用下产生孔隙压力，孔隙压力包括孔隙水压力与孔隙气压力，分别表示为?(常常表示为0和&。根据非饱和土力学，基质吸力-‘，可见非饱和土中的孔隙水压力可以为负值。因而在土力学教材中指出静止地下水位以上的毛细区土中的孔隙水压力为负值，其绝对值的大小与其与自由水面的距离成正比⑻。

《岩土工程基本术语标准》（^^/^ 50279—98〉中对于静孔隙水压力的定义为“给定点与自由水位高程差引起的水压力。”这对于稳定渗流情况显然不适用。

稳定渗流土体中的孔隙水压力，尽管不同于静止地下水的情况，但是其3从131 ^ 0，这是静孔压的一个必要条件，但尚不是充分条件（在三轴不排水试验中，尽管试样上可能31131 ^ 0，产生的孔压仍然是超静孔压〉。图2表示的是无限土坡沿坡稳定渗流的情况。

图1无限土坡沿坡稳定渗流的流网与孔隙水压力

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在点2上的静孔隙水压力并不是“与自由水位高程差引起的水压力”仏根据流网中的等势线，

从 ^六008200^。〔5〕在自然界中的隔水层以下承压水中的孔压也属于静孔隙水压力，它一般与位置更高的透水层连通。

在稳定渗流场中可以通过绘制流网，根据等势线确定各点的孔压。但是在静地下水中，形成了一个等势场，各点的势能（重力势+压力势+基质势〉都相等，势函数与流函数都是常数，因而水不会流动，也就不存在流线，也就无法确定与其正交的等势线。不仅竖直线，而是任意一条线都为等势线。应当根据总势能相等，从重力势确定压力势（或基质势〉。

常用运动生理学实验操作流程

常用运动生理学实验操作流程体育系运动人体科学实验中心

人体安静、运动时脉搏、血压的测定 [实验目的] 了解人体动脉血压测定的原理，学会人体在安静时和运动前后脉搏及血压的测定。 [实验原理] 血压的测定，最常用的是间接法。通过使用血压计在动脉外加压，根据血管音的变化测定血压。通常血液在血管内流动时并没有声音，如果对血管施加压力，使血管腔变窄而形成血液涡流时可发生血管音。当外加压力超过动脉血压的收缩压时，受压部位的血流完全被阻挡，此时在受压部位的远侧听不到声音。当外加压力低于收缩压而高于舒张压时，血液则可断续地通过受压部位使血流形成涡流而发出声音。当继续降低压力时，且外加压力等于舒张压时，受压部位的血流由断续流动恢复到持续流动，受压部位远侧的声音则由强变弱或突然消失。因此，动脉血流刚能发出声音时的最大外加压力相当于收缩压，而动脉内血流声音突变后消失时的外加压力则相当于舒张压。正常成人安静时心率约在60—-100次/分。心率常受年龄、性别、生理状况、训练水平、体力劳动及体育运动的影响。在实践中通过测定血压、心率可了解受检查者循环系统的功能，了解运动量、运动强度、运动训练对人的影响、运动后的恢复情况、运动的密度。 [实验对象] 人体 [实验器材]

血压计、听诊器、秒表、电子节拍器 [实验步骤] 一、安静时脉搏血压的测定（一）脉搏的测定 1.扪诊法桡动脉扪诊法：在测试安静脉搏时较为方便。颞浅动脉扪诊法：位于耳前部略偏上，颞浅动脉经过此处，适合于运动后。心前区扪诊法：位于左心前区心尖部，适合于运动后。颈动脉扪诊法：位于胸锁乳头肌前、下颌角下部。 2.器械法听诊法：用听诊器在心前区直接听诊，计算心率。心率遥测仪：可准确记录运动中和运动后心率。（二）安静时动脉血压的测定。 1.将脉压带绑在被试者的上臂，其下缘应距肘关节上约2--3厘米，松紧以能放入一指为宜。 2.在肘窝内侧找到搏动点，将听诊器头紧贴肘窝肱动脉处。 3.把气球的气门旋紧打气，随脉压带内的压力升高，逐渐可以听到有节奏的“咚咚”声，继续打气等声音消失时再使压力升高20--30毫米汞柱或2--4千帕，然后旋开气门徐徐放气。 4.在放气时注意听有节奏的“咚咚”声响的第一声出现时，水银面所指示的压力即为收缩压。 5.继续放气，随压力逐渐下降，听到突然变声或声音消失时，水银面

各类土工试验的操作步骤

土工试验的操作步骤实验一、含水量试验一、概述 1．土的含水量是指土在105～110℃下烘至恒量时所失去的水质量和干土质量的比值，用百分数表示。 2．测定土的含水量，用作计算孔隙比、饱和度和干密度等指标。测定风干土含水量，用作各项试验由风干土质量换算为烘干土质量的指标。3．本试验规定采用烘干法为测定土的含水量的标准方法。在野外如无烘箱设备或求快速测定含水量时，可采用酒精燃烧或炒干法等。本试验介绍烘干法。二、实验仪器设备 1．烘箱：可采用电热烘箱或能控制温度105～110℃的其他能源烘箱；2．天平：称量200g，感量0.01g； 3．其他：干燥器，称量盒（为简化计算手续，可将盒重定期（3～6个月）调整为恒重值）等。三、操作步骤

1．取其代表性试样：粘性土为15～20g；砂类土，有机土为50g以上，放入称量盒内，盖上盒盖，称量。称量时可在天平的一端放上与盒等量的砝码或称量盒，可直接称得土的质量。准确至0.01g。 2．打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105～110℃的恒温下烘至试样质量不变为止，对含有有机质超过5%的土，应在65～75℃的恒温下烘至试样质量不变为止。 3．将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥器内冷却至室温，称干土质量，准确至0.01g。四、计算及记录 1．按下式计算含水量式中——含水量，%； m——湿土质量，g； m s——干土质量，g。计算至0.1%。 2．本试验需进行两次平行测定，其平行差值，含水量小于40%为1%，大于40%为2%，记录并举例如下：

含水量试验（烘干法）工程名称试验者试验方法计算者试验日期校核者

孔隙压力有效应力和排水

第六章孔隙压力、有效应力和排水引言通常所说的土是由固体颗粒和水两部分组成的，基础或挡墙上的荷载包含土颗粒和孔隙水上面的应力两部分。在没有土颗粒的船体外表面，法向应力就等于水压力；而在没有水的装有糖的盆底，应力就等于所装的糖的重量。问题就是土颗粒应力和孔隙水压力的哪种组合决定着土的性质。要研究这个问题，我们首先研究地基中的应力和水压力。地基中的应力在地基中，某一深度的竖向应力是由上面的一切东西的重量产生的——土颗粒、水和基础，所以应力随着深度的增加而增大。图(a)中的竖向应力为： z z γσ= 其中γ为土的容重（见节）。如果地基在水平面以下或者在湖底、海底的话（如图(b)所示），竖向应力计算公式就变为： w w z z z γγσ+= 如果在基础或路堤表面有荷载q 作用的话（如图(c)所示），那么竖向应力计算公式就变为： q z z +=γσ 这里面的γ是单位体积的土颗粒和水重量之和。因为z σ是由土体的总重量产生的，所以成为总应力。注意，图(b)中所示的湖中的水把总应力作用在底部同玻璃杯中的水把总应力作用在杯底的方式相同。土颗粒的重度变化不大，一般来讲，饱和土的3 /20m kN ≈γ，干土的3/16m kN ≈γ，水的3/10m kN ≈γ。同时也有水平向的总应力h σ，但是在z σ和h σ之间没有简单的关系。在以后的章节我们会对水平向的应力进行研究。地下水和孔隙水压力饱和土的孔隙水中存在的压力叫做孔隙水压力u 。在竖管中经常用w h 来简单地代替，

如图所示。当系统处于平衡状态时，竖管内部和外部的水压力相等，因此得到： w w h u γ= 当竖管中的水位低于地表面时（如图(a)所示），就称为地下水位。如果土中水是静止的，那么地下水位面就像湖面一样是水平的。然而，就像我们后面将要见到的那样，如果地下水位面不是水平的，那么土孔隙中就存在水的渗流。图(a)中地下水位面处孔隙水压力为零（这就是叫做地下水位），水位以下为正值，问题就出来了：地下水位面以上孔隙水压力是什么样的呢？图说明了地表面和地下水位面之间的土中孔隙水压力的变化情况。在地表面处有一层孔压为零的干土，这种情况很少见到，但是在高潮水面以上的海滩可以发现这种现象。在地下水面以上的一小部分，由于土中孔隙的毛细作用，土体是饱和的。在这一区域，孔隙水压力是负值，计算公式如下： w w h u γ-=

孔隙水压力监测

孔隙水压力监测一、监测内容用于量测基坑工程坑外不同深度土的孔隙水压力。由于饱和土受荷载后首先产生的是孔隙水压力的变化，随后才是颗粒的固结变形，孔隙水压力的变化是土体运动的前兆。静态孔隙水压力监测相当于水位监测。潜水层的静态孔隙水压力测出的是孔隙水压力计上方的水头压力，可以通过换算计算出水位高度。在微承压水和承压水层，孔隙水压力计可以直接测出水的压力。结合土压力监测，可以进行土体有效应力分析，作为土体稳定计算的依据。不同深度孔隙水压力监测可以为围护墙后水、土压力分算提供设计依据。孔隙水压力监测为重力式围护体系一、二级监测等级、板式围护体系一级监测等级选测项目。二、仪器、设备简介 1 孔隙水压力计目前孔隙水压力计有钢弦式、气压式等几种形式，基坑工程中常用的是钢弦式孔隙水压力计，属钢弦式传感器中的一种。孔隙水压力计由两部分组成，第一部分为滤头，由透水石、开孔钢管组成，主要起隔断土压的作用；第二部分为传感部分，其基本要素同钢筋计。 2 测试仪器、设备数显频率仪。三、孔隙水压力计安装 1 安装前的准备将孔隙水压力计前端的透水石和开孔钢管卸下，放入盛水容器中热泡，以快速排除透水石中的气泡，然后浸泡透水石至饱和，安装前透水石应始终浸泡在水中，严禁与空气接触。 2 钻孔埋设孔隙水压力计钻孔埋设有二种方法，一种方法为一孔埋设多个孔隙水压力计，孔隙水压力计间距大于 1.0m,以免水压力贯通。此种方法的优点是钻孔数量少，比较适合于提供监测场地不大的工程，缺点是孔隙水压力计之间封孔难度很大，封孔质量直接影响孔隙水压力计埋设质量，成为孔隙水压力计埋设好坏的关键工序，封孔材料一般采用膨润土泥球。埋设顺序为①钻孔到设计深度；②放入第一个孔隙水压力计，可采用压入法至要求深度；③回填膨润土泥球至第二个孔隙水压力计位置以上0.5m;④放入第二个孔隙水压力计，并压入至要求深度；⑤回填膨润土泥球…，以此反复，直到最后一个。第

非标设备试压盛水试验方案

中冶焦耐工程技术有限公司青海盐湖工业股份有限公司金属镁一体化240万吨/年焦化工程非标设备试压试水方案编制人：批准人：福建省庆龙工业设备安装有限公司 2013年7月22日

目录一、概况 (3) 二、编制依据 (3) 三、设备概况 (3) 详见附表 (3) 四、试压前准备 (3) 五、塔体试压 (4) 六、贮槽满水试验 (5) 七、安全注意事项 (6) 八、组织机构 (7) 九、机械计划表 (7) 十、验收用表格 (8) 十一、附表非标设备试验方式汇总表 (11)

一、概况本次工程内容为青海盐湖镁业有限公司金属镁一体化项目240万吨/年焦化工程。煤气净化设施非标设备现场制作。本工程范围内不包含设备、管道及钢结构的防腐保温。需试气压的设备为直冷塔（1台）、终冷塔（1台）、洗苯塔（1台）、脱硫塔（2台）、再生塔（2台）；需做盛水试验的详见附表。二、编制依据设计蓝图，JB/T4735-97钢制焊接常压容器，工业企业煤气安全规程。三、设备概况详见附表四、试压前准备 1、认真检查非标塔内的施工情况，塔内件已按设计和规范要求施工结束，内壁焊疤打磨完毕，塔内部的施工垃圾打扫结束，塔体的所有接管内外焊接施工完成，设备无损检测完成并且合格； 2、落实试压所需的各种器械已准备到位； 3、确定塔体所有的接管已经封堵完成； 4、与塔体相连的煤气管道在进出塔的阀门处增加盲板，随同塔体一起试压。

五、塔体试压塔类的试压按照下图接管布置：煤气出口参与试压的部位为非标塔类本体。直冷塔（1台）、终冷塔（1台）、洗苯塔（1台）、脱硫塔（2台）、再生塔（2台）采用气压试验，根据设计要求试验空气温度不低于15℃。加压方式直接使用现场施工用的空压机进行打气加压。加压前，在所有法兰连接面处涂肥皂水，缓慢升压，至规定试验压力的10%时，保压5~10min，然后对所有焊接接头和连接部位进行初次泄漏检查，如有泄漏，修补后重新试验，初次泄漏检查合格后，再继续缓慢升压，按每级为规定试验压力的10%的级差逐级递增到规定的试验压力，保压30min后将压力降至规定设计压力，并保压30min，再次检查泄漏情况，检查期间压力应保持不变，如有泄露，修补后再按照上述规定重新进行试验。气压试验过程中以整个系统无泄漏，无可见变形为合格。试压合格后缓慢泄压到常态，并拆除试压装置。管道系统按照设计要求和相关规范单独试压。各塔类试验压力见附表。设备水压试验过程参考气压试验步骤。

渗流孔隙水压力的计算

顺流减压，逆流增压—扫地僧最近大家问了很多渗流的问题，自己也好好总结了一下。岩土考试涉及到渗流情况的孔隙水压力计算时，基本都可归结为8个字：顺流减压，逆流增压。渗流可以理解为水流，流速很慢的水流，沿渗流方向移动，相当于顺流而下，受到的水压力减小，即为顺流减压。逆渗流方向移动，相当于逆流而上，压力增大，即为逆流增压。任意点D 的孔隙水压力万能公式： 1、按顺流减压:（从总水头高处往低处计算是即为顺流向） 2D u H x i =-? ， /i h L =? 2、按逆流增压: （从总水头低处往高处计算是即为逆流向）112()()/D u H L x i H L x h L H x i =+-?=+-??=-?（注：式中H1、H2分别为逆流向和顺流向D 点的静水压力水头）力学原理解释：x i ?为计算段总水头损失1h ，总水头损失=压力水头损失+位置水头损失，发生渗流的情况与无渗流时（静水）相比较，位置水头差不变，故总水头损失1h 等于相对于静水时的压力水头损失（水头损失全部由压力水头承担），此段话比较绕，理解不了也没关系，下面以顺流减压进行推导。以黏土层底面为基准面，A 点总水头：2H H x =+ 计算段总水头损失：1h x i =? D 点总水头： 12H H h H x x i '=-=+-? D 点位置水头：x D 点压力水头：1D u H x H x i '=-=-? 实战中的运用：此方法实际就是上述的顺流减压公式。

此方法实际就是上述的顺流减压公式。若按逆流曾压则为：30+45/2=52.5 此题若按顺流减压则为： ()22sin 28 6sin 28666sin 286cos 28w i h i ==-??=-?=?

水利坝体压水试验专项方案

B01 施工技术方案申报表（承包［2015］技案03号）合同名称：莆田市乌溪水库大坝工程合同编号：说明：本表一式4份，由承包人填写。监理机构审签后，随同审批意见，承包人、监理机构、发

包人、设代机构机构各1份。

莆田市乌溪水库大坝工程坝体砌筑（4～5m坝段）压水试验施工方案编辑单位：兴锋盈（福建）集团有限公司编辑人：编制时间：2015年4月1日

编制人：审核人：审批人：

一、概况乌溪水库大坝工程于2015年1月22日坝体拱圈EL159.5m 开始砌筑，3月29日坝体砌筑到EL164.0m，完成砌筑方量3050m3，EL164.0m层面面积为750m2。按照设计要求坝体每新砌筑一层次（4.5m高度），需进行一次简易密实性检查—钻孔压水试验，其主要任务是检测坝段砌筑体的透水性和密实度。一、编制依据（1）《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31—2003 （2）《水利水电工程施工质量与评定规程》SL176—2007 （3）《水利水电建设工程验收规程》SL223—2008 （4）设计施工图（WXSK-SGT-DB-TJ-01）三、压水试验设备（1）止水栓塞：单管顶压式栓塞，止水可靠，操作方便，栓塞长度不小于8倍的钻孔孔径。（2）供水设备：试验用的灌浆机（G-105型立式双缸），压力稳定，出流均匀，工作可靠。在1MPa 压力下，流量能保持100L / m i n 。供水调节阀门应灵活可靠，不漏水，且不宜与钻进共用。（3）量测设备：量测压力用的压力表应反应灵敏，卸压后指针回零，量测范围应控制在极限压力值的 1 / 3 ～3 / 4。（4）管路：采用钢丝网胶管，承受压力为最大压力的1.5倍。四、压水试验基本规定（1）试验方法及试段长度：采用单管顶压式单栓塞隔离试段进行压

孔隙压力、有效应力和排水

第六章孔隙压力、有效应力和排水 6.1 引言通常所说的土是由固体颗粒和水两部分组成的，基础或挡墙上的荷载包含土颗粒和孔隙水上面的应力两部分。在没有土颗粒的船体外表面，法向应力就等于水压力；而在没有水的装有糖的盆底，应力就等于所装的糖的重量。问题就是土颗粒应力和孔隙水压力的哪种组合决定着土的性质。要研究这个问题，我们首先研究地基中的应力和水压力。 6.2 地基中的应力在地基中，某一深度的竖向应力是由上面的一切东西的重量产生的——土颗粒、水和基础，所以应力随着深度的增加而增大。图6.1(a)中的竖向应力为： z z γσ= (6.1) 其中γ为土的容重（见5.5节）。如果地基在水平面以下或者在湖底、海底的话（如图 6.1(b)所示），竖向应力计算公式就变为： w w z z z γγσ+= (6.2) 如果在基础或路堤表面有荷载q 作用的话（如图6.1(c)所示），那么竖向应力计算公式就变为： q z z +=γσ (6.3) 这里面的γ是单位体积的土颗粒和水重量之和。因为z σ是由土体的总重量产生的，所以成为总应力。注意，图6.1(b)中所示的湖中的水把总应力作用在底部同玻璃杯中的水把总应力作用在杯底的方式相同。土颗粒的重度变化不大，一般来讲，饱和土的3 /20m kN ≈γ，干土的3/16m kN ≈γ，水的3/10m kN ≈γ。同时也有水平向的总应力h σ，但是在z σ和h σ之间没有简单的关系。在以后的章节我们会对水平向的应力进行研究。 6.3 地下水和孔隙水压力饱和土的孔隙水中存在的压力叫做孔隙水压力u 。在竖管中经常用w h 来简单地代替，

如图6.2所示。当系统处于平衡状态时，竖管内部和外部的水压力相等，因此得到： w w h u γ= (6.4) 当竖管中的水位低于地表面时（如图 6.2(a)所示），就称为地下水位。如果土中水是静止的，那么地下水位面就像湖面一样是水平的。然而，就像我们后面将要见到的那样，如果地下水位面不是水平的，那么土孔隙中就存在水的渗流。图6.2(a)中地下水位面处孔隙水压力为零（这就是叫做地下水位），水位以下为正值，问题就出来了：地下水位面以上孔隙水压力是什么样的呢？图6.3说明了地表面和地下水位面之间的土中孔隙水压力的变化情况。在地表面处有一层孔压为零的干土，这种情况很少见到，但是在高潮水面以上的海滩可以发现这种现象。在地下水面以上的一小部分，由于土中孔隙的毛细作用，土体是饱和的。在这一区域，孔隙水压力是负值，计算公式如下： w w h u γ-= (6.5)

水压试验机操作规程

水压试验机操作规程 1.目的对产品进行水压试验，确保出厂产品质量。 2.范围检查所有不锈钢无缝钢管。 3.检验方法目测及使用设备。 4.检验设备水压试验机 5.环境条件室内无漏雨，气温不得低于0℃。 6.钢管水压试验条件 6.1钢管表面不允许有水渍、油渍，管内不允许有残酸和残灰等杂物。 6.2水压试验前钢管所有检验项目均检验合格，且管端需要平头倒棱。 7.试验步骤 7.1开启电源、液压装置； 7.2根据所有试验钢管规格，调整好移动座位置。注意：移动试验头在移动前先检查固定销是否全部拔出，移动到合适位置后必须将固定销全部锁紧； 7.3根据所试验钢管规格，在移动实验头上安装相应规格排气管；7.4在台架上将钢管两侧密封圈安放平整，密封圈端面应垂直于管体中心线，以密封圈露出钢管端面5~10mm为宜；

7.5钢管在台架上时要保证钢管两端距试验头200~300mm，并让开移动端排气管，以免碰坏试验头，抬起两个挡管器，人工将钢管推入水压机中心； 7.6将托辊升起至高于排气管，托辊旋转，排气管进入钢管管端密封圈，托辊下降使管体中心与试验头中心一致，挡管器落下； 7.7压盘推进并压紧管体，禁止管体顷斜状态压紧，防止挤坏管端出现漏水现象； 7.8关闭低压傍通阀，打开高压傍通阀及低压水通断阀、排气阀；7.9开启低压水泵、高压水泵，观看排气管，待管体内充满水且排气管水流均匀时，再关闭低压水通断和高压傍通阀、排气阀，打开低压傍通阀，开始增压； 7.10当水压达到设定的试验压力时，自动打开高压傍通阀，进入保压状态。具体压力值及保压时间见附表1； 7.11保压结束后，打开排气阀开始泄荷，排气管水流减慢时，固定端实验头后退，取出钢管； 7.12水压机操作员在试验阶段必须集中精力，认真检查管体有无漏水及渗水现象。水压合格的钢管在及时放置在合格品区域，如发现有漏渗现象应及时做出不合格标记； 8.相关要求及记录 8.1每根钢管都必须做静水压试验，并做好检验记录； 8.2水压试验合格的钢管在管端做出合格标记，直接转序。水压试验不合格的钢管在管端作出“返修”或“报废”示标记，并做好记录；

振弦式孔隙水压力计全性能试验记录表

振弦式孔隙水压力计全性能试验记录表一．环境条件二．传感器主要参数 - 1 -

三．实际校准特性压力校准数据（温度℃，初始读数 kPa） - 2 -

四．传感器压力性能参数可参考GB/T 13606-2007附录A的计算方法进行计算，性能参数应符合GB/T 3411.1-2009 中5.3的要求。压力计算公式（用线性方程表征或用非线性方程表征）：上式中传感器系数、温度修正系数：压力计算数据 - 3 -

压力性能参数注：满量程输出FS为振弦式传感器工作特性所决定的最大输出频率的平方和最小输出频率的平方的代数差。 - 4 -

五．防水密封性压力计在1.2 倍满量程压力的水中连续工作2h，（填有或无）渗漏，（填符合或不符合）GB/T 3411.1-2009 中5.5的规定。六．温度影响将压力计放入高低温湿热试验箱中，从常温开始降至0℃，保持4h，读取输出值，然后升温至+40℃，保持4h，读取输出值，温度影响为每摄氏度下额定功率的％，（填符合或不符合）GB/T 3411.1-2009 中5.6的规定。七．温度测量误差将压力计分别放置在冰点槽和恒温水浴中，标准温度与传感器测量温度之间差异的最大值为℃，（填符合或不符合）GB/T 3411.1-2009 中5.7的规定。 - 5 -

八．绝缘性能用100V的绝缘电阻表测量压力计测量电路（芯线不接地）与密封壳体之间的绝缘电阻为MΩ，（填符合或不符合）GB/T 3411.1-2009 中5.8的规定。九．过范围限将压力计置于压力容器中施加满量程压力值1.2倍的压力，保持0.5h后，恢复至正常测量范围后，其性能不重复度％FS，迟滞％FS，非线性度％FS，综合误差％FS，（填符合或不符合）GB/T 3411.1-2009 中5.3压力性能参数的要求。十．稳定性将压力计放置在压力容器中，按满量程压力值加、卸荷各10次，每次保持30s。让其恢复自然状态2h 后，零点漂移％FS，（填符合或不符合）GB/T 3411.1-2009 中5.10.1的要求。绝缘电阻MΩ，（填符合或不符合）GB/T 3411.1-2009 中5.8的要求。 - 6 -

路基沉降、深水平位移、地基孔隙水压力观测作业指导书

路基沉降、深水平位移、地基孔隙水压力观测作业指导书编制：审核：批准：新疆环路通公路桥梁试验检测有限公司

二0一四年八月检测目的为了优质高效建好项目，就必须密切关注不同工程地质条件下路堤填筑过程中或填筑后的地基变形动态，必须进行不同支撑条件下路基沉降和稳定的动态观测，为指导施工及时提供可靠的参考数据。 1.检测依据 1.1 交通部《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）； 1.2 交通部《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）； 1.3 交通部《公路路基路面现场测试规程》（JTJ059-95）； 1.4 交通部《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）； 1.5 交通部《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2003）； 1.6 交通部公路规划设计院《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）； 2.适用范围本方法适用于天然地基、处理土地基及复合地基路基沉降、深水平位移、地基孔隙水压力的检测。 3.方法原理简介在天然地基、处理土地基及复合地基中通过沉降与稳定观测点布设，把沉降板、分层沉降管、边桩、测斜仪、孔隙水压力计压力盒等按一定设计规范及技术要求设置在需要观测的位置处，用以观测地基各层位土体侧向位移量，用于稳定监测，并了解土体各

层侧向变位以及附加应力增加过程中的变位发展情况。测定路堤侧向地面水平位移量并兼测地面沉降或隆起量，用以判断路基的稳定性。观测软土地基孔隙水压力变化，分析地基土的固结情况，评价加固效果及地基稳定性。了解路基基层横向不均匀沉降的大小及发生、发展规律沿纵向设置等间距基层沉降观测点，以了解路基基层纵向不均匀沉降的大小及发生、发展规律；为设计或工程验收提供依据。 4.工作程序与职责 4.1.经理或其指定人员按有关检测规范和行政法规的要求，结合具体工作情况，代表本公司与委托方签订检测委托，收集检测所必需的相关资料。 4.2 检测室负责人安排不少于2名的现场检测人员，确定现场检测负责人，并向其移交检测委托单及委托方提供的相关资料。 4.3 现场检测负责人凭检测委托单与委托方联系具体检测事项，负责制定检测方案，确定仪器设备的配置，经检测室负责人批准后实施。 4.4 现场检测负责人全面负责检测项目的技术、质量、安全、保密工作，保证检测样品或对象的真实性，编写检测报告。 4.5 检测室负责人审核报告；技术负责人批准报告；业务室负责报告的复印、装订和盖章；并凭委托方的收费凭据发出报告；财会室负责检测报告的收费。 5 观测内容 5.1 普通测点及重点观测断面所有观测项目如表1所示：表1 观测项目及观测目的

孔隙压力、有效应力和排水

其中γ为土的容重（见5.5节）。如果地基在水平面以下或者在湖底、海底的话（如图6.1(b)所示），竖向应力计算公式就变为： w w z z z γγσ+= (6.2) 如果在基础或路堤表面有荷载q 作用的话（如图6.1(c)所示），那么竖向应力计算公式就变为： q z z +=γσ (6.3) 这里面的γ是单位体积的土颗粒和水重量之和。因为z σ是由土体的总重量产生的，所以成为总应力。注意，图6.1(b)中所示的湖中的水把总应力作用在底部同玻璃杯中的水把总应力作用在杯底的方式相同。土颗粒的重度变化不大，一般来讲，饱和土的3/20m kN ≈γ，干土的3/16m kN ≈γ，水的3 /10m kN ≈γ。同时也有水平向的总应力h σ，但是在z σ和h σ之间没有简单的关系。在以后的章节我们会对水平向的应力进行研究。 6.3 地下水和孔隙水压力饱和土的孔隙水中存在的压力叫做孔隙水压力u 。在竖管中经常用w h 来简单地代替，如图6.2所示。当系统处于平衡状态时，竖管内部和

帷幕灌浆钻孔冲洗及压水试验

第七章基岩帷幕灌浆钻孔冲洗及压水试验第一节钻进一、钻孔方法灌浆帷幕的钻孔是实现帷幕灌浆的先决条件，只有通过特设的钻孔，才能进行帷幕灌浆。基岩中采用回转式钻机，主要有硬质合金钻进，钻粒钻进和金刚石钻进三种，可根据岩石的硬度、完整性和可钻性的情况而选用。在较软的、可钻性为6—7级以下的岩石中，多采用硬质合金钻进；在7级以上的坚硬岩石中，多采用钻粒钻进；在石质坚硬且较完整的岩石中，应尽可能地采用金刚石钻进。近期经常采用的是金刚石或硬质合金钻头钻进，而钻粒钻进方法已很少被采用了。金刚石钻进，不仅岩粉少，而且钻进效率和岩芯采用率均较高，钻孔孔间也容易得到保证。2001年制定的水泥灌浆施工技术规范中规定：帷幕灌浆孔也可采用冲击或冲击回转式钻机钻进。当采用这种方法钻进时，应加强钻孔和裂缝的冲洗。钻孔的孔径，随着钻孔类别，钻进方法，钻孔深度和岩石情况而定。灌浆孔的孔径，一般多为59mm或75mm，在保证灌浆质量的前提下，一般宜优先选用小口径钻孔，但不得小于46mm。检查孔的孔径要稍大一些，一般可为75mm或91mm。二、钻扎方向帷幕灌桨钻孔的方向宜根据岩层构造、裂隙角度和施工条件而定。最有利的钻孔方向是与裂隙面或岩层面垂直，这样，同样深的钻孔可以穿过较多的裂隙或岩层面，能节省钻孔数量，灌浆效果也好。但钻斜孔施工比较困难，钻孔深度超过50m时，孔向易于“上飘”，诸多斜孔的方位角和倾角保持一致也较困难。所以，在没有特定要求，或不影响灌浆质量和不道多地增加钻孔工作量的情况下，为便于钻进和灌浆施工，帷幕钻孔宜采用铅直孔。钻孔时，应按照设计的孔向钻进。如果设计的是铅直孔，就按铅直方向钻进；如果设计的是斜孔，就要按照规定的倾斜度和方位角钻进，并保证钻孔偏斜率不超过允许值，这样，在灌浆之后，才有可能联结成帷幕，起到防渗作用。三、钻孔偏斜率的允许值铅直孔的偏斜率就是孔底的偏距与铅直孔孔深之比，也就是钻孔钻完后，其水平投影之长与其立面投影之长的比值，常用百分数表示，见图7-1。

孔隙压力、有效应力和排水

力作用在杯底的方式相同。土颗粒的重度变化不大，一般来讲，饱和土的3 /20m kN ≈γ，干土的3/16m kN ≈γ，水的3/10m kN ≈γ。同时也有水平向的总应力h σ，但是在z σ和h σ之间没有简单的关系。在以后的章节我们会对水平向的应力进行研究。地下水和孔隙水压力饱和土的孔隙水中存在的压力叫做孔隙水压力u 。在竖管中经常用w h 来简单地代替，如图所示。当系统处于平衡状态时，竖管内部和外部的水压力相等，因此得到： w w h u γ= 当竖管中的水位低于地表面时（如图(a)所示），就称为地下水位。如果土中水是静止的，那么地下水位面就像湖面一样是水平的。然而，就像我们后面将要见到的那样，如果地下水位面不是水平的，那么土孔隙中就存在水的渗流。图(a)中地下水位面处孔隙水压力为零（这就是叫做地下水位），水位以下为正值，问题就出来了：地下水位面以上孔隙水压力是什么样的呢图说明了地表面和地下水位面之间的土中孔隙水压力的变化情况。在地表面处有一层孔压为零的干土，这种情况很少见到，但是在高潮水面以上的海滩可以发现这种现象。在地下水面以上的一小部分，由于土中孔隙的毛细作用，土体是饱和的。在这一区域，孔隙水压力是负值，计算公式如下： w w h u γ-=

灌浆基础知识和计算公式

灌浆基础知识和计算公式一、灌浆的含义：简单的说，灌浆就是将具有胶凝性的浆液或化学溶液，按照规定的配比或浓度，借用机械（或灌浆自重）对之施加压力，通过钻孔或其他设施，压送到需要灌浆的部位中的一种施工技术。二、灌浆的实质：充填这些节理裂隙、孔隙、空隙、孔洞和裂缝之处，形成结石，从而起到固结、粘合、防渗，提高承载强度和抗变形能力以及传递应力等作用。三、灌浆分类：按照大坝坝基岩类构成，可分为岩石灌浆和砂砾石层灌浆。按照灌浆的作用，可分为固结灌浆、帷幕灌浆、回填灌浆和接触灌浆。按照灌注材料，可分为水泥灌浆、水泥砂浆灌浆、水泥粘土灌浆以及化学灌浆等。按照灌浆压力，可分为高压灌浆（3MPa以上）、中压灌浆（0.5~3MPa）、低压灌浆（0.5MPa以下），后两类也可称为常规压力灌浆。按照灌浆机理，可分为渗入性灌浆和张裂式灌浆。四、灌浆材料：水泥（磨细水泥、超细水泥）、砂、粉煤灰、粘土和膨润土、水外加剂（速凝剂、减水剂、稳定剂）五、水泥浆液：配置水泥浆时，多依照质量比例配制，也有按照体积比例配制的。我国各灌浆工程都采用质量比，帷幕灌浆使用范围一般多为水：水泥=5：1~0.5：1，固结灌浆多为2：1~0.5：1。 1、水泥浆的配制：

将水泥和水依照规定的比例直接拌和，这种情况最为简单。先将计量好的水放入搅拌筒内，再将水泥按所规定的质量秤好后，放入筒中直接搅拌即可。例如欲配制各种浓度的水泥浆100L，其所用的水泥和水量可见下【表1】。配制水泥浆100L 【表1】注：水泥的密度以3kg/L或3g/cm3计在灌浆过程中，常需要将搅拌桶内的水泥浆变浓。如原水泥浆100L，加水泥质量可见下【表2】。在原100L水泥浆中加水泥使水泥浆变浓【表2】注：加水泥单位为 kg 注：水泥的密度以3kg/L或3g/cm3计在灌浆过程中，常需要将搅拌桶内的水泥浆变稀。如原水泥浆100L，加水体积可见下【表3】。在原100L水泥浆中加水使水泥浆变稀【表3】注：加水单位为L

基于水压率讨论土中孔隙水压力及有关问题

〔收稿日期〕　2006-12-07 基于水压率讨论土中孔隙水压力及有关问题方玉树 (后勤工程学院,重庆) 摘　要　提出了水压率的概念,在此基础上修正了孔隙水压力、浮力、浮重度、渗透力、固结系数和贮水率计算方法,分析了有效应力、有效自重应力和有效土压力变化规律,对渗流破坏、基坑底突和振动液化特征作出了解释。关键词　水压率　孔隙水压力　浮力　土压力　渗透力　有效应力岩土工程广泛涉及孔隙水压力或与孔隙水压力有关的问题。目前,人们对一些与孔隙水压力相关的议题存在着争论或不完全清楚,如: 细粒土中水对结构物的浮力在按阿基米德定律计算后要不要折减?文献[1]规定:浮力“在原则上应按设计水位计算,对粘土当有经验或实测时可根据经验确定。”该文献的条文说明对此规定做了如下解释:“地下水对基础的浮力可用阿基米德原理计算。这一原理对渗透系数很低的粘土来说也应是适用的,但有实测资料表明,粘土中基础所受到的浮力往往小于水柱高度。由于折减缺乏必要的理论依据,很难确切定量,故规定只有在具有地方经验或实测数据时方可进行一定的折减。”文献[2]只要求对砂类土、碎石类土按计算水位的100%计算浮力,而对粉土和粘性土是否按计算水位的100%计算浮力未作要求。由此可见,当前的困惑在于折减符合实际,但不符合阿基米德定律或者说与现有孔隙水压力计算方法不协调,不折减符合阿基米德定律或者说与现有孔隙水压力计算方法协调,但不符合实际。计算土的有效自重应力时水位以下土的重度是否一律取浮重度?通常的做法是一律取浮重度,也有意见认为,一般应取浮重度,但计算不透水层(例如只含结合水的坚硬粘土层)中某点的自重应力时,由于不透水层中不存在水的浮力,水位以下土的重度应取饱和重度[3] 。根据目前普遍采用的土的浮重度和饱和重度的关系式,按浮重度计算和按饱和重度计算的结果有近一倍的差别。土压力计算时是水土分算还是水土合算?第一种意见是水土分算(或水土分算,有经验时可水土合算)[4] (据文献[1]之条文说明,上海、广州有关标准也持这种意见)。第二种意见是水土合算[5,6] (据文献[1]之条文说明,深圳、湖北有关标准也持这种意见),文献[5]之条文说明对此规定作了如下解释:按有效应力原理应进行水土分算,这种方法概念比较明确,但粘性土孔隙水压力往往难以确定,故采用水土合算,这种方法低估了水压力的作用,对此应有足够认识。第三种意见是根据经验确定是水土分算还是水土合算[7] ,这种意见对缺乏经验时如何计算没有说明。根据目前孔隙水压力和竖向有效自重应力(或浮重度)计算方法,水土分算的墙背土压力强度明显大于水土合算的墙背土压力强度。动水头范围内是否一律考虑渗透力?文献[8]认为应一律考虑渗透力;文献[7]与[9]认为有渗流时应考虑渗透力;文献[10]认为对透水性较强的土体应考虑渗透力,对相对不透水的土体可不考虑渗透力;文献[11]与[12]以1×10-7 m /s 的渗透系数为界,渗透系数超过此值时计算渗透力,不超过此值时不计算渗透力。为什么细砂和粉砂最易发生流土和振动液化?为什么包括潜蚀和流土的渗流破坏会在水力坡度远远小于1的情况下发生,又会在水力坡度远远大于1的情况下也不发生? 因此有必要对孔隙水压力问题加以认真的考察。本文提出了水压率的概念,以此为基础对与孔隙水压力有关的问题作出了新的解答。 1　水压率与孔隙水压力 1.1　孔隙水压力的表达为使土的力学问题能用连续体力学解决,必须把土看成连续体。因此,在研究地下水的运动时,某点的渗透速度是单位面积土截面的流量(而不是实际流速);在研究土体内力时,某点的应力是单位面积土截面上的压力。同样,与应力同量纲的孔隙水压力也应是单位面积土截面上的水压力。孔隙水压 1 2

抽水试验工艺流程

抽水试验期间的施工流程 1、成孔钻孔成孔后，应根据钻探和测井资料成果，准确划分含、隔水层。并着手做相关设计； 2、扩孔以总体设计要求执行； 3、下管编制单孔下管设计。成井管柱结构由止水管、过滤管、及沉淀管三部分组成。根据总体设计要求,选择下管顺序和连接方法。管材必须提交符合国家及行业标准的材质报告单；沉淀管长度一般4-6米，其顶端内壁应设置阻流座内台阶； 4、止水和封闭设计止水方案。本项目所施工钻孔均为水文长观孔，所以要求进行永久性止水，原则上要求止水段全段封闭；※止水效果的检查：可根据实际情况采用水位压差、泵压等方法检验止水效果；检查位置应在止水管底界以下0.3米处（必须的）。 5、洗井换浆排渣根据《设计》要求，选择空压机、水泵、活塞等一般洗井方法同液态CO2及焦磷酸钠等特殊洗井工艺相结合，达到水清砂净、试验层段通畅。 ※活塞洗井可采用钻杆或钢丝绳等连接活塞形式，其提拉速度不应小于0.6-1米/秒，低强度、连接不牢的井管，不宜采用活塞洗井。※焦磷酸钠洗井井液重量浓度：0.6-0.8%，静态反应时间4-8小时。※液态CO2洗井应通过试验选择合理的用气量，输气管应下至滤水管底部、孔底以上2-3米处（建议采取小气量多位置洗井）；并作好安全防护工作； 6、钻孔探深洗井完成后，必须进行钻孔探深，要求沉淀物不得超

过试验段厚度的1/10，超过时要采取捞砂措施； 7、抽水试验在洗井后期着手编制详细的单孔《抽水试验施工组织设计》（主要指抽水阶段的试抽水和正式抽水），确定抽水泵的型号和外径等。 ※抽水试验应在洗井质量达到要求后进行。其试验程序、观测设备、图表记录、质量要求等依总体设计和规程规范要求执行。说明:以上要求基本遵循《设计》制定。 ※健全抽水试验期间各类图表，按规范要求及时填绘。 ◎在此施工流程的各个阶段，相关设计及现场工作内容，都要经过项目组的审核验收及现场监督进行，否则一切私自改动的设计项目部不予承认。中煤科工集团西安研究院塔矿项目部 2011/5/29

锅炉水压试验操作步骤

1.本措施编写依据《电力工业锅炉压力容器监察规程》（DL612—1996）《电力工业锅炉压力容器检验规程》（DL642—1998）《蒸汽锅炉安全技术检查规程》哈尔滨锅炉厂提供的有关资料 2.目的检查锅炉受热面及其它承压部件有无泄露现象，确保锅炉的安装及制造质量，符合设计要求。 3.超压水压试验压力锅炉工作压力 P= 15.72 MPa 再热器工作压力 P1= 2.4 MPa 超水压试验压力锅炉试验压力 P= 19.65 MPa 再热器试验压力 P1= 3.6 MPa 4.锅炉的水容积 5.锅炉水压试验范围炉本体汽水系统水压试验范围：从给水操作台到主蒸汽管线上的电动主截门，水压为19.65MPa。再热器系统水压试验范围：从再热器冷段入口水压试验堵板至再热器热段出口水压试验堵板，水压为3.6MPa。 6.水压试验应具备的条件锅炉工作压力下的水压试验合格。

锅炉钢性梁施工结束，并经验收合格。锅炉过热器管安装完毕，受热及承压部安装完毕，并经检查合格。未考虑水压试验的部件必须隔离完，如汽包就地水位计。蒸汽管道及大包内部支吊架检查，主蒸汽管道恒力、弹簧支吊架处用倒链临时固定。所有阀门可调节自如，且正确安装就位。受热面管子或承压部件上的鳍片、密封件、孔门和热工监测件、保温及外护板均已安装良好。需要检查的部位保温未安装。参与超压试验的汽水系统及阀门周围确保无人。水压试验压力以汽包就地压力表为准，热工人员把就地水位计监控工业电视临时移至汽包就地压力表处。汽包安装0～20MPa的压力表，再热器部分安装0～10MPa的压力表，压力表精度等级不低与0.5级，并经校验合格，工作压力以内汽包就地压力表现场与控制室应有通讯联络。水压试验的水温50～70℃。检查确认再热器水压试验堵板已经安装完毕。在锅炉上水前，应按运行操作措施的规定，检查汽水系统阀门处于正确位置。水质为合格的除盐水，同时水中氯离子含量不超过0.2mg/L，联氨含量200～300mg/L，PH值为10～10.5。汽机、电气等有关专业全部工作结束。现场清理干净，道路畅通、照明良好。成立水压试验领导小组，统一指挥，检查人员统一分工，责任明确。 7.水压试验步骤上水水压试验的顺序，先做再热器系统，后做锅炉本体。上水前对锅炉各处进行全面检查一次，各系统阀门应处在规定位置。开启电动给水泵经给水操作台和省煤器进行炉本体汽水系统的上水，经给水电动门、调节门，利用主给水调节门控制上水速度，待炉顶各空气门向外冒水1分钟左右，确认系统空气已放尽后关闭各空气门。再热器水压试验，利用电动给水泵中间抽头上水，通过再热器减温水管道升压。上水水温控制在50～70℃范围内，上水温度与锅筒壁温之差不超过28℃。

孔隙水压力测试

应力作用下的孔隙水压力一、目的与意义根据太沙基有效应力原理，在应力的作用下，土体体积变形和抗剪强度的变化，唯一决定于作用在土骨架上的有效应力。然而这一有效应力一般不能直接测定或直接计算，而是通过有效力原理，利用可以测定或可以计算的孔隙水压力来确定的(即σˊ=σ-μ)。因此，研究应力作用下的孔隙水压力的目的主要是进一步确定土中有效应力，以便进一步研究土的压缩变形和抗剪强度性状。例如下面将讨论的有效应力对抗剪强度的影响，以及有效压力对地基固结和地基稳定性的影响等。这是研究土的应力应变与强度关系中的一个有意义的问题。为此，A．W．斯肯普顿(A．W．Skempton 1954)根据三轴试验的结果，引入了与土的性质有关的孔隙水压力系数A、B，建立了轴对称条件的孔隙水压力方程，并应用于研究土的强度和变形性质。二、轴对称应力条件下的孔隙水压力方程轴对称应力条件下荷载应力增量引起的孔隙水压力可通过三轴剪切试验来研究。图34-1所示为三轴剪切试验试样土单元体受到轴对称应力作用时，孔隙水压力和有效应力的变化过程。图34-1(a)、(b)、(c)和(d)中的三个方块，按顺序分别表示土试样受到的轴对应力增量的作用力Δσ、在试样中产生的孔隙水压力增量Δu和作用于土骨架的有效应力Δσˊ。按试验的步骤，首先对试样施加等向围压力σc，待完全固结，使试样中的孔隙水压力完全消散至Δu=0，围压力σc 全部作用于土骨架成为有效应力σˊc，见图34-1(a)，其意图是使试

样恢复至原位应力状态，然后，在不排水条件下，施加荷载应力增量，围压力为Δσ3，轴向应力为Δσ1，进行试验。按弹性理论应力叠加原理，把荷载应力增量分解为围压增量Δσ3和轴压增量(Δσ1-Δσ 两部分，分别见图34-1中(b)、(c)两种情况。在试验时应分别施3) 加，先施加正应力部分，即施加等向围压力Δσ3，见图34-1(b)。此时，由正应力引起的孔隙水压力为Δu3。相应地，由有效应力原理得到作用于试样土骨架的有效应力为Δσˊ3，即 Δσˊ3=Δσ3-Δ u3（34-1）然后，继续施加轴向压力增量(Δσ1-Δσ3)，即施加剪应力进行剪切，见图34-1(c)。此时，土试样受轴向压力引起的孔隙水压力增量为Δu l，相应土试样骨架受到的有效应力为轴向：Δσˊ1=Δσ1-Δ u1（34-2）径向：Δσˊ3=0-Δu1=-Δ u1（34-3）土试样单元体受到轴对称应力增量Δσ1和Δσ3作用剪切时，引起的孔隙水压力增量Δu也可按照应力叠加的原理计算，即为围压增量Δσ3和轴压增量(Δσ1-Δσ3)两者引起的孔隙水压Δu3和Δu1的叠加，故 Δu=Δu1+Δu3（34-4）