九、旁压试验

1、九、旁压试验1.试验的目的及意义通过旁压试验，了解旁压仪的构造，掌握试验的操作步骤及技术要求，采用旁压曲线得到地基土的承载力、旁压模量、旁压剪切模量和不排水抗剪强度。2,试验的适用范围预钻式旁压仪实验适用于孔壁能保持稳定的粘性土、粉土、砂土、碎石土、残积土、风化岩和软岩。3 .试验的基本原理旁压试验是将圆柱形旁压仪放置在地基土中，旁压仪内充气加压后产生侧向膨胀，对周围的土里产生水平向的压力，使土体产生变形直至破坏，从而得到压力p与旁压仪扩张体力v之间的关系曲线，即旁压曲线。旁压试验分预转式和自转式两种。由预转式旁压试验得到的旁压曲线特征值（初始压力Po、临塑压力Pf和极限压力PL）,可用来确定

2、地基承载力标准值fk和旁压模量EM、旁压剪切模量GM等指标。自钻旁压试验由于对土体扰动小，还可用于测求土的水平向压力P0,静止侧压力系数Ko、孔隙压力和消散特征以及估算土的不排水强度等。4 .试验仪器及制样工具试验采用江苏省滦阳市天目仪器厂生产的PY型旁压仪，由旁压器、加压稳压装置和变形测量装置及导管等部分组成。旁压器：是旁压仪的主要部件,为三腔式圆柱形骨架， 外套有弹性膜。 分上、 中、 下三腔，中腔为测试腔；上下腔互通但与中腔隔离，为辅助腔。中央有导水管，用来排泄地下水，使旁压器能顺利的置于测试深度。加压稳压装置：压力源为高压氮气,并附有加压稳压调节阀和压力表。变形测量装置：主要包括体变管

3、(量管)导管：为尼龙软管,连接旁压器中腔与体变管相通。5 .试验步骤(1)水箱注满蒸储水或干净的冷开水；以保持管路清洁和减少水中的气泡。水箱是不承受高压的。因此，在整个试验过程中水箱安全阀最好一直打开，避免偶然操作错误将试验高压水放入，引起水箱胀裂；(2)接通管路；把旁压器1号注水管和2号、3号2根导压管的快速接头分别与测置面板上的插座对号插入；(3)向旁压器和变形测量系统注水；将旁压器竖立于地面，关闭调零阀，打开注水阀、测管阀，按逆时针方向把调压阀拧到最松位置(此时调压阀起气阀作用，直接通大气)拧紧水箱盖，把打气筒接在水箱加压处向水箱稍加压力(0.01?0.02Mpa),并同时描晃旁压器和尼

4、龙管束，以利于排尽旁压器和管道内的空气。待测管中的水位到15厘米左右时，应设法使其缓慢注水，(因为注水太快，水容易冲入调压阀和精密压力表内影响精度和使用寿命)，如此时注水很快，可采取先关闭测管阀打开水箱盖，以消除压力，再打开测管阀，此时水位继续上升。要求水位在0或稍高于0。注水结束后，即关闭注水阀；(4)调零；把旁压器垂直提高到中腔的中点与测管零刻度处相平.打开调零阀，并密切注意水位的变化。当水位下降到零时，立即关闭调零阀。此时旁压器中腔不受静水压力，其弹性膜处于不膨胀状态。关闭测管阀后放下旁压器；(5)把旁压器下放到钻孔中预定测试深度；(6)打开测管；打开测管时(注意：这个阀门只能在旁压器下

5、放到预定测试深度后才能打开，如提前打开，因静水压力作用，测管的水会注入旁压器，将使弹性膜膨胀，旁压器就很难下放到预定测试深度)，此时旁压器内产生静水压力，该压力即为第一级压力(以后各级压力表读数均应加此值得到各级总压力)，并应读至稳定；(7)加压1)接上氮气加压装置导管;2）打开低压表阀；3）把减压阀按逆时针方向拧到最松位置（此时处于关闭状态）；4）打开氮气源阀；5）按顺时针方向拧调压阀（即一级加压），使高压气源减到比所需最高试验压力大0.1?0.2Mpa；6）缓慢按顺时针方向拧调压阀，调到所需试验压力，按相对稳定标准，进行逐级加压，（注：当加荷值到达低压表量程的80%左右时，关闭低压表阀，停

6、止使用低压表，压力值改为由高压表测读，然后逐级进行加荷至所需要最大值）；7）试验压力增量，宜取预估临塑压力Pt的1/5?1/7。如果不易预估，可按下表确定。（8）终止测验的条件在任何情况下，当测管水位下降刚超过36里米（绝对不能超过40厘米）时，应立即中止试验，此时土体己产生破坏。如不中止试验，弹性膜将会胀破。（9）终止试验可根据具体情况，采取下列方法之一，使旁压器里的水回上来或排净，弹性膜恢复到原来状态，以便顺利取出旁压器：1）试验深度小于2米并尚继续进行试验时，可使旁压器里的水回到测管。方法是把调压阀按逆时针方向拧到最松位置，使其通大气消压，利用弹性膜的约束力，迫使旁压器里的水回到测管，当

7、水位接近零位时，即可关闭测管阀。2）试验深度大于2米并尚需继续进行试验时，可使旁压器里的水回到水箱。方法是先打开水箱安全盖，再打开注水阀，利用试验中止时的管道内处于高压的条件，使旁压器里的水回至水箱（注意：未打开水箱盖前不得打开注水阀，否则高压水进入水箱会导致水箱胀裂）。水进入水箱后，当听到高压气冲入得声音，即可关闭注水；3）当需要排净旁压器内全部水时可拧开排水阀，利用试验中止时管道内处于高压的条件，排净旁压器里的水。（注意：等高压表显示数值与低压表显示数值接近或相等的时候才能打开低压表阀，否则会损害低压表。）6.试验数据实验点：南宁三峰砖厂K12+350压力Pm(kPa)静水压力弹性膜约束力

8、校正后压力测管位移03830.67.49.580383682131603837.4160.613.92403838.3239.714.63203839.4318.615.44003840.1397.915.9480384147716.65603841.9556.117.36403843.1634.918.37203844.3713.719.38003845.2792.820.48803847.2870.821.89603848.9949.123.410403851.21026.825.511203854.21103.828.512003857.31180.731.812403860.61217

9、.435.5实验点：南宁三峰砖厂K12+350压力Pm(kPa)静水压力弹性膜约束力校正后压力测管位移04835.512.512.61004843.7104.318.82004847.8200.222.33004849.8298.224.24004851.5396.525.85004852.6495.426.96004853.7594.3287004854.8693.229.18004855.8792.230.2900485789131.510004858.1989.932.711004860.21087.83512004862.21185.837.312404864122439.5实验点：百

10、色北乐村2K58+100压力Pm(kPa)静水压力弹性膜约束力校正后压力测管位移05233.318.711.20200400600800100012001400100523811414.40I|p2005240.5211.516.23005242.2309.817.55T-P-Sffi线40052444081910飞、_系列25005245.6506.420.41520256005247.3604.721.97005249.2702.823.68005250.4801.624.79005252.4899.626.730yU.UI5X+-1I IL L. .O O5 5 L L10005254.

11、2997.828.53511005256.61095.4314012005259119333.7H-513005261.9129061328.438.97.试验数据处理(1)确定初始压力P0。由实验数据可以知道三组数据的初始压力P0,为直线的截距。从上图表中可以清楚看出。(2)确定临塑压力Pf。由实验数据可以知道三组数据的临塑压力Pf,为直线段的终点对应的压力值。从上图表中可以清楚看出。(3)确定极限压力PL极限压力通过手工外推法可知S=2S。+Sc,其等于所对应的压力。旁压仪初始位移值为&=34.75mm测试点SOPOPfS=2S0+ScPL舒十三峰砖厂K1

12、2+35012.5780556.159.891566舒十三峰砖厂K12+35020.89159.189176.531670百色北乐村2K58+10012.8523.689949.31510EM=2(1+均Sc=2父(1+0.38)20.9831.5、(34.75+)2(31.589；0.98)=14.25Mpa百色北乐村2K58+100:i)(广=2(10.38)12.5826.7、(34.75+)2(26)=9.56Mba8.试验成果分析及工程应用(1)粘性土的不排水抗剪强度PL5.5*PL=PL-2由此可以得到该粘性土的不拍水抗剪强度。(2)旁压模量EMEM=2(1+N)(Sc+So+Sf

13、)(P)2Sf-So式中N-土的侧向膨胀系数(泊松比)，可按地区经验确定，对于正常固结和轻度超固结的土类：砂石和粉土取0.33，可塑到坚硬状态的粘性土取0.38,软塑粘性土、淤泥和淤泥质土取0.41。Sc-旁压器中固有体积，用测管水位下降值来表示，其值见仪器技术参数表。南宁三峰砖厂K12+350:=16.83Mpa南宁三峰砖厂K12+350:+c+S0；Sf%PtS0)=2x(1+0.38)(34.7512.7617.3/556.1、()(3)压缩*II量E0、变形模量Es地基土压缩模量E0、变形模量Es以及其他参数可以由地区经验公式确定。铁路工程地基土旁压测试技术规则编制组通过旁压试验与平板载荷试舱对比，得以下估算变形模量岛(MP(MP的经脸关系1 1对黄土= =3.723,0,3.723,0,0000532cM(3-3-122*)532cM(3-3-122*)对粘性土F Fo o=1.856=1.856+0.00286G+0.00286GM M(3-3*(3-3*122b)122b)对鹿粘土&)=&)=1.0261.026/6004/6004眈C