7、旁压试验课件.ppt

第7章 旁压试验 ;第一节 概 述;一、旁压试验的定义 （Pressuremeter Test , PMT） ;二、旁压试验的发展 ;三、旁压试验的分类 ;（2）自钻式旁压试验是在旁压器的下端装置切削钻头和环形刃具，在以静力置入土中的同时，用钻头将进入刃具的土切碎，并用循环泥浆将碎土带到地面，钻到预定试验深度后，停止压入，进行旁压试验。 （3）压入式旁压试验又分为圆锥压入式和圆筒压入式，都是用静力将旁压器压入指定的试验深度进行试验。 目前，国际上出现一种将旁压腔与静力触探探头组合在一起的仪器，在静力触探试验的过程中可随时停止贯入进行旁压试验。;四、优缺点及适用性 ;（2）自钻式旁压仪 优点：具有自钻功能，当钻到预定深度后进行旁压试验，旁压器周围土体内应力状态基本保持原位的应力状态。 缺点：由于设备繁杂，操作技术较为复杂，人员要经过培训方可上岗，但所获得的资料仍需有丰富的使用经验方可取得较好的使用效果。 （3）压入式旁压仪 压入式旁压试验在压入过程中对周围有挤土效应，对试验结果有一定的影响。 自钻式、压入式推广效果不及预钻式旁压仪。;五、旁压试验的应用（目的） ;第二节 试验的基本原理; 仪器工作时，由加压装置通过增压缸的面积变换，将较低的气压转换为较高压力的水压，并通过高压导管传至旁压器，使旁压器弹性膜膨胀导致地基孔壁受压而产生相应的侧向变形。其变形量可由增压缸的活塞位移值S确定，压力p由与增压缸相连的力传感器测得。根据所测结果，得到压力p和位移值s间的关系，即旁压曲线。从而得到地基土层的临塑压力、极限压力、旁压模量等有关土力学指标。 ; 旁压试验可理想化为圆柱孔穴扩张课题，为轴对称平面应变问题。典型的旁压曲线(压力p－体积变化量V曲线或压力p—用测管水位下降值S)见图7－1，可分为三段： ;I段(曲线AB)：初步阶段，反映孔壁扰动土的压缩与恢复； II段(直线BC)：似弹性阶段，压力与体积变化量大致成直线关系， III段(曲线CD)：塑性阶段，随着压力的增大，体积变化量逐渐增加到破坏。 I—II段的界限压力相当于初始水平压力p0，II一III段的界限压力相当于临塑压力pf，III段末尾渐近线的压力为极限压力pL。; 依据旁压曲线似弹性阶段(BC段)的斜率，由圆柱扩张轴对称平面应变的弹性理论解，可得旁压模量EM和旁压剪切模量GM。 μ——土的泊松比； Vc——旁压器的固有体积； V0——与初始压力p0对应的体积； Vf——与临塑压力Pf对应的体积； ——旁压曲线直线段的斜率。 ;第三节 试验的仪器设备;一、预钻式旁压仪 旁压试验所需的仪器设备主要由旁压器、变形测量系统和加压稳压装置等部分组成。 国内使用的预钻式旁压仪有PY型和较新的PM型两种型号。两种型号的旁压仪外形结构相似，技术指标略有差异。其主要部件有： 1．旁压器 为圆柱形骨架，外部套有密封的弹性橡皮膜。一般分上、中、下三个腔体．中腔为主脏(测试腔，长250mm，初始体积为491mm3)，上、下腔以金属管相连通，为保护腔（各长100mm），与中腔隔离。 ; 测试时，高压水从控制装置经管路进入主腔，使橡皮膜发生径向膨胀，压迫周围土体，得主腔压力与体积增量的关系。与此同时，以同样压力水向护控压入，这样，三腔同步向四周变形，以此保证主腔周围土体的变形呈平面应变状态。如图7—2所示为PM－1型旁压器的结构原理图，其主要技术指标见表7－1。;2．变形量测装置 变形测量装置是测读和控制进入旁压器的水量，由不锈钢储水筒、目测管、位移和压力传感器、显示记录仪、精密压力表、同轴导压管及阀门等组成。测管和辅管都是有机玻璃管，最小刻度1mm。 3．加压稳压装置 加压稳压装置为控制旁压器给土体分级施加压力，并在试验规定的时间内自动精确稳定各级压力。由高压储气瓶（氮气）、精密调压阀、压力表及管路等组成。 4．管路主要是两根注水管及两根导压管组成。;图7－2 PM－1型旁压器的结构原理图;表7－1 PM－1型旁压器主要技术指标 ;二、自钻式旁压仪 自钻式旁压仪主要有英国剑桥型及法国道桥型。英国剑桥型旁压仪由探头(包括钻进器和旁压器)、液压地面升降架系统、钻进器的驱动系统、泥浆循环系统、压力控制系统和数据采集系统等五部分组成。旁压器为单腔，其中央为导水管用以疏导地下的泥浆。 此外，在弹性膜外加一层能扩张的金属保护套，见图7-3。由地面的动力设备转动钻杆，回转带动钻进器转动