旁压试验 记录表
地质勘察工程中旁压试验探析
地质勘察工程中旁压试验探析1概况随着我国经济建设的迅速发展，要求工程勘察能够提供科学可靠的地基土物理力学参数，为基础设计提供合理准确的设计参数。
旁压试验是地质勘察中的一种原位测试方法，它包括预钻式、自钻式、压入式三种。
国内目前已预钻式为主，预钻式旁压试验是通过旁压器在预先打好的钻孔中对孔壁施加横向压力，使土体产生径向变形直至破坏，利用仪器量测压力与土体相应的变形值，绘出应力与应变的关系曲线，按照理论公式或地区经验确定地基土的力学参数。
其试验基本原理如下：旁压试验可理想化为无限弹性介质中圆柱状孔穴径向扩张模型，为轴对称平面应变问题。
均匀土体横向压力与横向变形的理论曲线。
OA段：初始阶段，随着压力的增大，变形逐渐减少，AB段：似弹性阶段，压力与变形基本为线性关系；BC段：塑性变形阶段，随着压力的增大，变形迅速增大。
OA、AB段界限压力相当于初始水平压力PO；AB、BC段界限压力相当于临塑屈服压力Pf；BC段末尾渐近线附近的压力位极限压力PL。
根据弹性理论，可以推导出土的旁压模量。
假定似弹性阶段中土处于弹性状态，由轴对称平面理论，可以推导出旁压模量的公式如下：EM=2（1+μ）（Vc+Vm）△P/△V，式中EM为旁压模量（MPa），μ为泊松比，Vc为旁压器量测腔初始固有体积，Vm为平均体积（cm3），△P/△V为旁压曲线直线段的斜率（kPa/ cm3）由理论公式可以计算出压缩模量及地基承载力特征值等基础设计参数。
根据旁压试验特征值计算地基土承载力：临塑荷载法：fak=Pf-P0极限荷载法：fak= Pl-P0/FS式中fak为地基土承载力特征值（kPa），FS为安全系数，一般取2～3，也可根据地区经验确定。
对于一般土宜采用临塑荷载法，对旁压曲线过临塑压力后急剧变陡的土宜采用极限荷载法。
旁压试验理论上采用完善的弹性及弹塑性理论，其试验设备轻便，操作简单，测试迅速，可在不同深度试验，而且不受地下水限制。
与室内试验相比，旁压试验涉及的试验范围大得多，而且扰动不大。
土工试验旁压试验
土工试验旁压试验48．1 一般规定48．1．1 土样为原位的黏性土、粉土、砂土、碎石土、残积土、极软岩或软岩。
48．1．2 本试验方法为预钻式旁压试验。
48．2 仪器设备48．2．1 旁压仪由旁压器、加压稳定装置和变形测量装置及导管等部分组成，其结构框图见图48．2．1。
图48．2．1 旁压仪结构图1-安全阀；2-水箱；3-水箱加压；4-注水阀；5-注水管2；6-注水管1；7-中腔注水；8-排水阀；9-旁压器；10-上腔；11-中腔；12-下腔；13-导水管；14-导压管；15-导压管4；16-量管；17-调零阀；18-测压阀；19-600kPa压力表；20-辅管；21-低压表阀；22-调压器；23-手动加压阀；24-2500kPa压力表；25-贮气罐；26-手动加压；27-1600kPa压力表；28-氮气加压阀；29-2500kPa压力表；30-减压阀；31-25000kPa压力表；32-氮气源阀；33-高压氮气源；34-辅管阀48．2．2 本试验所用的仪器设备应符合下列规定：1 旁压器：为圆柱形骨架，外套有密封的弹性膜。
预钻式一般分上、中、下三腔。
中腔为测试腔，上、下腔为辅助腔。
上、下腔用金属管连通，而与中腔严密隔离。
自钻式一般为单腔，旁压器中央为导水管，用以疏导地下水，以利于将旁压器放到测试位置。
在弹性膜外按需要可加装一层可扩张的金属保护套(铠装保护)。
其规格应符合表48．2．2的要求。
表48．2．2 旁压仪规格2 加压稳压装置：压力源为高压氮气或人工打气，并附有加压稳定调节阀和压力表。
其量程和最大允许误差应符合表48．2．2的要求。
3 变形量测装置：一般由体变管或液位仪及辅管组成，其量程和最大允许误差应符合表48．2．2的要求。
也可采用横向变形传感器直接测出径向变形。
其技术条件应符合现行国家标准《岩土工程仪器基本参数及通用技术条件》GB／T 15406的规定。
4 导管：为尼龙软管，连接旁压器中腔与体变管相通，连接上、下腔与辅管相通。
岩土勘察技术——旁压试验
岩土勘察技术——旁压试验0 引言旁压仪试验是在现场钻孔中进行的一种水平向荷载试验，旁压试验原理是通过向圆柱形旁压器内分级充气加压，在竖直的孔内使旁压膜侧向膨胀，并由该膜将压力传递给周围的土体，使土体产生变形直至破坏，从而得到压力与扩张体积( 或径向位移)之间的关系，根据这种关系对地基土的承载力、变形性质进行评价。
旁压试验于1930年起源于德国，最初是在钻孔内进行侧向载荷试验的仪器，这也就是最早的单腔式旁压仪。
1957年，法国工程师路易斯-梅纳研制成功三腔式旁压仪，因其应用效果良好而推广普及到全世界。
旁压仪在我国已有40多年的应用历史，而在各类岩土工程中得到推广和应用还只是近20多年的事。
随着我国“十三五”规划及“一带一路”的实施，一些超大工程和高层建筑物日益增多，这些工程要求勘察能提供准确、可靠的地基岩土的物理力学参数。
旁压试验作为一种原位勘察测试技术，可以在不同深度的土层或软岩中进行测试，提供土层或软岩的有效力学参数；与室内试验相比，有快捷、省力而又经济的特点；同时旁压试验的机理也在几十年的发展中日趋完善。
这些是旁压试验在我国岩土工程中得以推广的原因。
目前，旁压试验已经应用到黄土地基、软土地基、冻土地基和软岩地基的勘察测试中，为设计部门提供可靠的参数。
1 旁压试验基本原理1.1基本假定a 钻孔周围的岩土介质是均质无限体,孔穴呈圆柱形，孔穴扩张处于平面应变状态；b 孔周介质具有各向同性和弹塑性；c 介质是连续的并且处于平衡状态；d 孔穴扩张时，介质的应力应变关系能用増量弹性理论描述，屈服面服从摩尔一库仑方程；1.2弹性理论孔穴受到内压力p后开始扩张，扩张初期，孔周介质径向应力増加，环向应力减小，介质富有弹性可张性质，处于弹性应力状态。
处于弹性应力状态土的应力应变关系可用下式表示：（1）式中Δσθ、Δσr 、Δσz 分别表示环向、径向、竖向应力增量，以压为正，εθ、εr 、εz 分别表示环向、径向、竖向应变，以压为正；[D]表示增量弹性矩阵。
9.耐压试验检查记录表
试验日期：年月日时间：起止。
试验者：检验员：
本表由检验员填写，存入产品质量档案
耐压试验检查记录表
产品图号
产品名称
产品编号
环境温度
试验介质
介质温度
压力表编号
压力表精度
压力表量程
规定要求
实测结果
试验压力：MPa
实际压力：MPa
保压时间：min
实际时间：min
设计压力：MPa
实际压力：MPa
保压时间：min
实际时间：min
结论：
试验日期：年月日时间：起止。
试验者：检验员：
本表由检验员填写，存入产品质量档案
耐压试验检查记录表
产品图号
产品名称
产品编号
环境温度
试验介质
介质温度
压力表编号
压力表精度压力表ຫໍສະໝຸດ 程规定要求实测结果
10%试验压力：MPa
实际压力：MPa
保压时间：min
实际时间：min
试验压力：MPa
实际压力：MPa
保压时间：min
实际时间：min
设计压力：MPa
实际压力：MPa
保压时间：min
实际时间：min
岩土工程勘察4.7 旁压试验
1. 概述
预钻式旁压试验适用于粘性土、粉土、砂土、碎 石土、残积土、极软岩和软岩。
自钻式旁压试验适用于粘性土、粉土、砂土，尤其 适用于软土。
整理课件
仪器名称 梅纳旁压仪
型号 G-AM
厂家 法国APAGEO
配置
价格(万元)
比较烦琐,不详细列举.主要 16 包括:读数仪(主机),探头,压 力源(氮气瓶),连接管路.(数 据采集,分析,打印)选配.
（2）试验全部结束:利用试验中当时系统内的压力将 水排净后旋松调压阀。导压管快速接头取下后，应罩上保 护套，严防泥沙等杂物带入仪器管道口若准备较长时间不 使用仪器时，须将仪器内部所有水排尽，并擦净外表，放 置在阴凉、干燥处。
另外，在试验过程中，如由于钻孔直径过大或被测岩 土体的弹性区较大时，有可能发生水量不够的情况，即岩 土体仍处在弹性区域内，而施加压力尚远离仪器最大压力 值。且位移已达到320mm以上，此时,如要继续试验，则应 进行补水。
其直线对P轴的斜率 △S/△P即为仪器综合 变形校正系数a。
整理课件
三、预钻成孔
针对不同性质的土层及深度，可选用与其相应的提 土器或与其相适应的钻机钻头。例如，对于软塑流 塑状态的土层，宜选用提土器;对于坚硬-可塑状态 的土层，可采用勺型钻;对于钻孔孔壁稳定性差的 土层，宜采用泥浆护壁钻进。
孔径根据土层情况和选用的旁压器外径确定， 一般要求比所用旁压器外径大2-3mm为宜，不允许 过大。钻孔深度应以旁压器测试腔中点处为试验深 度。
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3.1 预钻式旁压仪
(2)控制单元 控制单元位于地表，通常是设置在三脚架上
的一个箱式结构。其功能是控制试验压力和测读 旁压器体积(应变)的变化。一般由压力源(高压氮 气瓶)、调压器、测管、水箱、各类阀门、压力表、 管路和箱式结构架等组成。
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
LOGO
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。
附图7：旁压试验成果图
试 验 结 果
P0=185kPa Pf=1367kPa PL=4995kPa
V0=364cm3 Vf=442cm
3
E=54.21MPa E m=56.03MPa PL-P0=4810kPa 检查 图号 2/43
Pf-P0=1182kPa
中国有色金属工业 工程名称 技术负责 长沙勘察设计研究 长沙地铁1号线1期工程KC-3标披塘路站详 院 勘
试验编号: MIZ3-PTZ-013-2 试验地层: MIZ3-PTZ-013-2 P-V 曲线
2800
3200
3600 0 P(kPa) 100
0
350 P0
700
1050
1400 Pf
1750
2100
2450
2800
3150 P(kPa)
100
200
200
300
300 V0
400
V0
400 Vf 500
中国有色金属工业 工程名称 技术负责 长沙勘察设计研究 长沙地铁1号线1期工程KC-3标披塘路站详 院 勘
旁压试验成果图
钻孔编号:
MIZ3-PTZ-013
旁压试验成果图
钻孔编号:
MIZ3-PTZ-013
试验深度:
11.60-12.20 m
试验深度:
14.10-14.70 m
果
PL=15123kPa
试验编号: MIZ3-PTZ-013-4 试验地层: MIZ3-PTZ-013-4 P-V 曲线
4200
4800
5400 0 P(kPa) 50
0
550 P0
1100
1650
2200
2750
3300 Pf
旁压试验
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。
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
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 轻型钻机配套专业成 孔钻头成孔。
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 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。
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。