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
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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。
管路系统
管路是连接旁压器和控制箱的“桥梁”。 其作用 是将压力和水从控制箱送到旁压器。PY 2 型有两根 导压管和两根注水管，PY 3 型有两根导压管， 但只 有一根注水管。 管路由 1010 尼龙材料制成， 能经 受高压， 其长度由最大测试深度决定， 一般有十余 米长。连在旁压器上的管路能通过快速接头和控制 箱很快地连接在一起。
压力和体积控制箱
一般情况下， 预钻式旁压仪的压力和体积控制箱是设 置在三角架上的一个箱式结构。它包括加压稳压装置和变 形量测装置两大部分。加压稳压装置是由高压氮气瓶或人 工打气筒、储气罐、调压阀和相应的压力表组成。 加压稳 压均通过调压阀控制。 这部分装置的主要功能是控制进入 旁压器的压力。变形量测装置是由测管、 辅管、 水箱及 各类阀门等部件构成。 这部分的主要功能是控制进入旁压 器的水量。 孔壁土体受压后相应的变形值， 可用测量水 位下降或水体积消耗量表示。 控制膜与旁压器之间用管路 系统连接。
表 1-2：旁压试验记录表
测试成果整理
旁压试验最后得到压力与变形的关系曲线（即 P-S、P -V曲线）（图1-5、1-6）， 可从 曲线上求出一些和土的性质有关的参数。可以求取参数包括：静止侧压力 P0值、临塑压力 Pf 值、水平极限压力 PL 值。 根据梅纳德理论， 曲线中直线段的起点 P0m应相当于测试深度处土的静止侧压力 P0。 但是， 由于预先钻孔， 因孔壁土体受到了扰动等因素的影响，P0m一般都大于 P0 值。 静止 侧压力 P0 值（压力单位均为 kPa） 可以用计算法或图解法求取。
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旁压器
它是旁压仪中的最重要的部件， 是对土体施加压力的部分， 由圆形金属骨架和包在其外的橡皮膜所组成。 旁压器一般为三腔式和单腔式。 三腔式应用较广泛， 三 腔式的中间为主腔（也称测试腔）， 上、下为护腔。 主腔和护 腔互不相通， 而护控之间则是相通的， 把主腔夹在中间。试验 时， 有压力的高压水从控制单元通过中间管路系统进入主腔 （即测试腔）， 使橡皮膜沿径向（横向） 对周围土体膨胀， 压迫周围土体而对其施加压力， 从而建立主腔压力和土体体积 变形增量之间的相互关系。 同时， 也向两护腔同步地输入同样 压力的水使其压力和主腔保持一致， 以便迫使主腔向四周沿水 平方向同步变形， 这样就可以把主腔周围的土体变形作为一个 平面应变问题来处理。 旁压器总长度为500 mm。上、下腔（护腔）之间用铜导管 沟通而与中腔隔离。
3-D Pie Chart
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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。
图1-2：旁压仪构造示意图
1—注水管；2—注水管；3—导压管；4—导压管；5—旁压器；6—水箱；7—注水阀；8—水箱加压（连 接打气筒）；9—排水阀；10—中腔注水阀；11—辅管；12—测管；13—辅管阀；14—测管阀；15—调 零阀；16—中压表；17—低压表；18—低压表阀；19—调压阀；20—氮气加压阀；21—中压表；22—减 压阀；23—高压表；24—氮气源阀；25—高压氮钢瓶；26—手动加压阀；27—钢瓶；28—打气筒
试验开始
试验前准备
试验成孔技术条件与方法
试验前旁压仪的调试
加荷等级
加荷等级在我国采用预计极限压力的 1/8 ～1/12。 在加荷 的初始阶段， 加荷等级小； 或作卸荷后再加荷， 以减少土层的 扰动， 也可参照表 1-1 来确定的。
表 1-1：加荷等级
试验记录
进行旁压试验，应在现场做好记录。其内容包括：所用旁压器型号、弹 性膜编号及其率定结果、成孔工具、土层描述、地下水位、正式试验时的各 级压力及相应的测管水位下降值（表1-2）。
预钻式旁压试验的现场测试
打开测管阀和辅管阀，此时 旁压器内 产生静水压力， 为第一级压力。 稳 定后， 读出测管水位下降值。加压， 并测记各级压力下的测管水位下降值。 水箱注水，接通管路，向 旁压器和变形测量系统注 水，调零和放入旁压器 确定试验位置，平整 试验场地，确定旁压 孔的数目、布置方式 及测试深度 工作前的注水标 准检查，弹性膜 渗水检查
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
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2001 2002 2003
2004
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图 1-5： P -V曲线
图 1-6： P-S曲线（包括受钻孔质量影响的）
影响旁压测试成果精度的主要因素
临界深度
附注：在均质土层中 进行旁压测试中，Pf 或PL 自地表随埋深加大而明显 增加； 但到某一深度之后， 随埋深加大基本上保持不 变、或增加趋势明显减缓。 这一深度， 称为旁压测试 的临界深度。 临界深度随 砂土密实度的增加而增加， 尤其是在砂土中表现明显， 一般临界深度为1 ～3 m。 在粘性土中还未发现， 应 继续研究

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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。
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