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11.8》 :旁压试验
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1【1.8.1 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
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11《.,8.2? :国内使用的旁压【仪以进口的》。梅纳(Men—ard)《型旁压仪和国产P】Y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
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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
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1?1.:8.5 本条规】定是基于下列—原因
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【 (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
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(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1》4个;前苏》联的资料《介绍要求曲线上【有,1,5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1》0级每级加压50】kPa左右;工【程地质?手,。册(第四版》)也规定按Pf值】的不同?条件取?值
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》 (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?1mi?n或3mi》。n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
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慢法规!定每级加《压稳定?时间为5《m,in或1《0mi?n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
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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1mi】n~:3m:in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:
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梅!纳型:旁,压仪稳定时间为【1min按30s】、6:0s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!2mi?n按30《s、60s或—30:s、60s、12】0s记?录实测测管水位下降!值S′
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】 ,(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
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11.8.!6 旁压试验成果!分析应?注意下列问》题
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? (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2.5》MP:a时只进《行压力修正不做【体积修?正因为该仪器额【定压:力为10.0—MPa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】2.5MP》a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
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【(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
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《 , , (:3)确定旁压试验】成果(Po、Pf】、P:1)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P?o值在?理论上应是》相,等的:但实际上很难精确】地确定Po》m,值;加?拿大:Teva《ne:s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
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旁!压临塑压力Pf值的!。确定P?f,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P《f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P》f;:另一种方法是按照】梅纳理论《Pf值由蠕变曲线图!确定
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【 旁压极限压—力P1?值的确定P》1值是旁《压,试验曲线过》P,f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
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目】前国:内外:求P:1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》P,1,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P】1,值时应根据》Em和P《1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E】m、: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?=0.3《3由于影响模量的因!素很多?各地区、各类—土的Em、》E与:E,。s、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
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: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P?。o、旁压《临塑压力Ef—。、旁:压极限压力E1、】旁压:模量:。E,m、似弹《性模量E、剪切【。模量:G等随深度h—变化:图,
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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
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