11、8,旁压试验11，8、1 旁压试验包括预钻式旁压试验,自钻式旁压试验和压入式旁压试验。预钻式旁压试验适用于易成孔的土层，如黏性土，粉土、砂类土,软质岩石及风化岩、自钻式旁压试验适用于软黏性土.松散、稍密的粉土或砂土、但含碎石的土不适用 压入式旁压试验适用于一般粉性土、粉土和软土.但硬土和密实土不适用 国内目前以预钻式旁压试验为主 本节规定也是针对预钻式旁压试验的 11,8.2 国内使用的旁压仪以进口的梅纳，Menard.型旁压仪和国产PY型旁压仪为主 但只要是同类的三腔预钻式旁压仪同样可采用，11.8 4 旁压试验必须保证旁压器的三腔在同一地层中进行，若旁压器放在两种或两种以上岩土层上时。将会因土质条件差异,使弹性膜发生破裂 即使不破裂 加压后,较软的岩土体会产生低模量的较陡斜率、继后的膨胀则由较硬的岩土体抵抗。于是又会获得较大模量的缓平斜率，这样的试验曲线也将无法应用 另外.旁压器总长度接近1m.若最小试验深度小于1m.则旁压器就不能放置到预定的深度,再者，由于横向扩张的影响.旁压仪压入及操作引起土体的扰动不大。土的径向位移为圆柱体半径的0，5.但当旁压仪在钻进过程中压入土中时。在圆柱体周围有一环状扰动区 剪切位移区,这对土的影响是不能忽视的 根据实践经验及理论推算，其应力影响范围的影响半径在水平方向约为60cm、垂直方向约为40cm.上.下两旁压器的端点起算，基于上述原因，规定同一个试验孔中的相邻试验段间距或试验孔与相邻钻孔和测试孔的水平距离都不应小于1m,11 8 5.本条规定是基于下列原因 1.用预钻式旁压仪进行试验，应与钻探配合进行，本条规定 每钻进一段进行一次试验、这是因为一次性成孔、实践证明岩土体结构会受到扰动 影响测试成果质量。因此在同一孔中进行不同深度的试验时.孔深必须按预定的试验深度逐次加深,2，对于不同的岩土层要选择不同的钻探机具和施工工艺成孔，需要时可采用泥浆护壁 因为孔壁垂直、光滑 呈完整的圆柱形可使试验在接近轴对称的平面应变条件下进行 如果孔壁岩土体受到扰动.则在旁压器与未扰动土的岩土体之间存在扰动带或有坍孔 缩孔情况,这将会影响旁压试验曲线的形态和最终成果质量.试验段孔径过大或过小 都将会影响其成果的判释。因此钻孔试验段的孔径应与旁压器的直径相配套。试验段的孔径一般比旁压器外径大2mm.8mm时旁压试验质量较好,3，试验压力增量等级过多.相当于延长在各级压力下的观测时间，而过少则满足不了曲线精度 不易确定较精确的静止水平总压力Po与旁压临塑压力Pf值。选择压力增量等级是一个很重要的问题,必须要满足一个原则、即P V曲线要有足够的试验点、同时旁压临塑压力以前的直线段也必须有一定量的点才能说明问题，目前国外按旁压极限压力P1考虑如法国的资料介绍按10个压力增量等级,即P1的1,10，最少8个.最多不超过14个、前苏联的资料介绍要求曲线上有15个，16个点.即P1的1.15 1,16，国内一般按Pf考虑.压力增量等级可根据预估土的Pf值大小而定、每级为Pf的1，5.每处试验一般加10级，每级加压50kPa左右 工程地质手册、第四版,也规定按Pf值的不同条件取值 4。各级压力施加后的观测时间是旁压试验一个重要研究课题,可分为快法与慢法两大类、快法规定每级压力稳定时间为1min或3min 以法国梅纳方法为代表，工程地质手册。第四版.也规定采用快法，其基本概念是。旁压变形是剪切变形,属于畸变.相当于不排水快剪，考虑到旁压试验成果主要用来评价建筑物地基变形和提供承载力。加荷速率对变形模量能产生较大影响，因而不能直接利用旁压试验确定变形模量 不像荷载、变形关系那样有线性部分的斜率。也不像材料力学那样确定地基的荷载与变形关系简单，国内在计算变形模量时要根据各地经验用一个旁压系数m修正。法国采用旁压模量在计算基础沉降时也要引进一个流变系数。即将旁压模量换算成变形模量，这些类似的经验修正系数除含有流变的意义外、还有变形机理，加荷方向等因素.因此不必要求每级荷载的变形都达到足够的稳定程度、慢法规定每级加压稳定时间为5min或10min、或加压后达到某种稳定后才施加下一级压力、以前苏联规范方法为代表 国内也有少数单位采用慢法，考虑到旁压试验成果判释问题、因不同的加压速率将反映不同的应力,应变机制 倾向于旁压是以塑性变形为主 要求加压速率和相对稳定时间就较长、综合各类研究与实测资料,旁压试验加荷速率采用快法是比较适合的 试验证明在1min。3min之内已完成绝大部分变形，因此。本规范推荐采用快法.由于进口与国产旁压仪有些差异、相对稳定时间一般按下述采取,梅纳型旁压仪稳定时间为1min按30s。60s记录实测体积变形量V、PY型旁压仪稳定时间根据土性等具体条件采用1min或2min，按30s 60s或30s，60s。120s记录实测测管水位下降值S.5、旁压试验的终止试验条件。原则上是基于试验段四周土体的应力应变状态由弹性阶段过渡到塑性极限平衡状态终止.因此，既要使土体受力接近或达到极限应力状态 又要使弹性膜和土体变形达到一定限度并保证弹性膜不致胀破.所以.终止条件与旁压仪的测管容积、调压阀的工作压力及弹性膜的耐压力程度有关。11。8.6，旁压试验成果分析应注意下列问题.1,旁压试验原始记录的各级压力和体积包含有弹性膜约束力和仪器综合体变的影响因素.因此在资料整理时 必须对此进行修正.一般情况.梅纳型旁压仪当试验压力小于或等于2.5MPa时，只进行压力修正 不做体积修正，因为该仪器额定压力为10、0MPa,在低压条件下、体变系数很小，对整个试验基本无影响。当试验压力大于2，5MPa时.两项均须进行修正,PY型旁压仪两项均须进行修正 因为这种仪器额定压力为1，6MPa或2，5MPa，本身极限压力不高、加上构造.材质等因素.即使在低压试验条件下.仪器的综合体变对体积影响也不可忽视,2,旁压试验成果主要以曲线图表示，因此旁压试验综合成果图的比例。图幅,画法和精度应有统一规定。3、确定旁压试验成果,Po。Pf,P1、国内外的确定方法较多 静止水平总压力Po值的确定、Po的物理含义及其在旁压试验中如何确定。目前尚有争议 过去采用旁压试验直线段起点对应的压力Pom值作为Po值 在理论上应是相等的.但实际上很难精确地确定Pom值。加拿大Tevanes提出的简捷方法求Po值，求取的Po值考虑了扰动带再压缩力的影响，Po值要小一些、更接近实际值.梅纳理论采用蠕变曲线确定Pom值。此值比较接近于Po值,因此,在确定Po值时,不能以一种方法为标准。应将几种方法同时应用。互相参考 对比确定。旁压临塑压力Pf值的确定，Pf值的确定方法比较统一 其物理意义也比较明确，相当于岩土的临塑荷载,当压力大于Pf时，土体将产生塑性变形，正常的旁压试验曲线其直线段的线性关系是很好的 因而表现为拐点明显、比较容易确定，采用直接法在旁压曲线上找出直线段的终点即拐点.或称为切点，所对应的压力为Pf、另一种方法是按照梅纳理论,Pf值由蠕变曲线图确定,旁压极限压力P1值的确定、P1值是旁压试验曲线过Pf点后曲线部分的渐近线趋于与纵轴平行时的压力值、其大小相当于Vc。2Vo.Vc为测试腔固有体积.时所对应的压力.试验的最大压力只能加到接近P1值或有些还不能接近P1值就结束试验 一般不大可能从试验中直接加到理论的P1值，故求取P1值一般只能辅助其他方法。目前国内外求P1值的方法很多,有外推法、倒数曲线法.半对数曲线法、双对数曲线法和数解法等，P1值指标是确定地基承载力的主要依据。故一般要求每处试验都应求得,有些单位过去不定P1值 资料缺乏完整性.在求P1时,外推法显然含主观因素,当外推的距离增大时、半对数曲线法比其他方法较快地降低精确度、倒数曲线法是唯一偏低估计P1的方法，产生误差偏于安全、因此 求P1方法要选择，或者综合确定,当不能用上述方法求P1值时、应根据Em和P1以及Pf和P1之间的经验关系估算 4 旁压试验要求提供旁压模量Em,似弹性模量E 剪切模量G，这三个模量都是建立在弹性理论基础上的。基本理论认为土体大致是弹性材料，其旁压曲线有很好的线性段。两式在计算中、泊松比μ值的选用是按梅纳旁压仪规定取μ、0.33，由于影响模量的因素很多。各地区 各类土的Em、E与Es。Eo还建立不起完整的相关关系。这与我国现行的地基规范利用Es求沉降有矛盾 各地区需要时可根据不同土类进行对比试验以确立经验公式.以Em与载荷试验确定的Eo.以Em与室内试验确定的Es建立关系为妥.从发展看，利用旁压试验资料提供变形参数.按相应办法计算地基沉降是可行和合理的 11、8,7，旁压试验的基本资料除试验文字说明外 还应有旁压试验综合成果图，当一个试验孔的次数较多且能够反映随深度h的变化.或任务书有要求时、应提供静止水平总压力Po,旁压临塑压力Ef，旁压极限压力E1,旁压模量Em.似弹性模量E。剪切模量G等随深度h变化图,11、8。8.利用旁压试验结果 确定工程所需的设计参数时 对于地基承载力应根据当地经验选取相关系数。其他方面的应用。以参考国外经验为主 但不能完全照搬.有待结合具体工程总结自己的经验、