旁压试验的详细解释
4.5 旁压试验
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。
EM
2(1
μ)(Vc
V0
Vf 2
)Δp ΔV
GM
(Vc
V0
Vf 2
)Δp ΔV
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；
旋转调压阀手轮，给水箱施加0.15MPa左右的压力，以水箱盖中的皮膜受力鼓起 时为准，以加快注水速度。当水上升至(或稍高于)目测管的“0”位时，关闭阀2、阀 1，旋松调压阀，打开水箱盖。在此过程中，应不断晃动拍打导压管和旁压器，以排 出管路中滞留的空气。
4．调零：把旁压器垂直提高，使其测试腔的中点与目测管“0”刻度 相齐平，小心地将阀4旋至调零位置，使目测管水位逐渐下降至“0”位时， 随即关闭阀4，将旁压器放好待用。
图 p－V旁压曲线
3．曲线分析 P－V曲线可分为三段： ①段——首曲线段为初步阶段； ②段——似弹性阶段，压力与体积变化量大 致成直线关系； ③段——尾曲线段处于塑性阶段，随压力的 增大，体积变化量迅速增加。
三、特征压力值的确定
1．原位水平土压力（初始压力）p0 原位水平土压力p0值：直线段延长与纵轴相交于V0（或S0），
一、试验前准备工作 使用前，必须熟悉仪器的基本原理、管路图和各阀门的作用，并按下列 步骤做好准备工作： 1．充水：向水箱注满蒸馏水或干净的冷开水，旋紧水箱盖。注意，试 验用水严禁使用不干净水，以防生成沉积物而影响管道的畅通。 2．连通管路：用同轴导压管将仪器主机和旁压器细心连接，连接好气 源导管，旋紧。 3．注水、排气：打开高压气瓶阀门并调节其上减压器，使其输出压力 为0.15MPa左右。将旁压器竖置于地面，阀1置于注水加压位置，阀2置于 注水位置，阀3置于排气位置，阀4置于试验位置。
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。
旁压试验在软土勘察中的应用
旁压试验在软土勘察中的应用[摘要] 旁压试验又称横压试验，它是利用旁压器对钻孔壁施加横向均匀应力，使孔壁土体发生径向变形直至破坏，利用量测仪器量测压力和径向变形的关系推求地基土力学参数的一种原位测试技术。
[关键词] 旁压模量Em 旁压剪切模量Gm 变形模量E0压缩模量ES1 前言预钻式旁压仪具有设备结构简单、携带轻便、操作方便，结果可靠等优点，易于克服岩土试验中取样、试件加工、参数选取等困难。
能较为客观地反映所测对象的强度、变形特性，为地基评价和基础选型提供科学依据。
对难以取到原状试样的岩土层，尤具实用意义。
2.旁压实验的设备及机理旁压试验又称横压试验，它是利用旁压器对钻孔壁施加横向均匀应力，使孔壁土体发生径向变形直至破坏，利用量测仪器量测压力和径向变形的关系推求地基土力学参数的一种原位测试技术。
本次旁压试验所用仪器为法国梅那GA 型预钻式旁压仪，为三腔式旁压器，其探头外径为58mm，测量腔长度200mm，容积为535cm3。
根据试验的读数可以得到应力-应变或体积-压力之间的关系曲线，据此可用来对试验土体进行分类，评估土的物理状态，提供旁压模量、不排水抗剪强度等指标。
旁压试验可理想化为圆柱孔穴扩张课题，并简化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曲线见图1所示）可分为三个阶段：Ⅰ阶段：初始阶段；Ⅱ阶段：似弹性阶段，压力与体积变化量大致呈直线关系；Ⅲ阶段：塑性阶段，随着压力的增加，体积变化量也迅速增加。
Ⅰ-Ⅱ阶段的界限压力相当于初始水平应力P0；Ⅱ-Ⅲ阶段的界限压力相当于临塑压力Pf；Ⅲ阶段末尾渐近线的压力为极限压力Pl。
3.岩土工程特征①淤泥（Q4mc）：根据初勘资料、本次取土样钻探孔及静力触探孔资料揭露，该土层沿线连续分布，且基本上呈北薄南厚的趋势。
层厚1.60～22.80m，平均8.33m，层顶埋深0.20～26.60m（标高-21.29～5.40m）；层底埋深4.20～31.00m（标高-25.79～2.08m）。
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。
旁压试验
3 旁压试验工艺流程
旁压仪系统示意图
4 旁压试验工程实例
①中国科学院武汉岩土力学研究所于2002年6～8月在甘肃谗口—柳 沟河高速公路段、山西大同—运城高速公路段、陕西阎良—禹门口高速 公路段共6个试验场地进行旁压试验和其他现场试验。这几个试验场地 均为黄土地貌，上覆黄褐色、红褐色、褐黄色、褐色的粉质粘土、粘土、 粉土、粘质砂土、粉土等黄土类土，其特点为：稍湿、可塑，稍密～中 密，可塑，土质纯净，含针状孔隙，大孔较发育。
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：
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 (1) 压为正；[D]表示增量弹性矩阵。
②旁压试验采用国产的PY-3型预钻式旁压仪，旁压器直径为50mm， 测量腔长为250mm，全长为500mm。这次试验共有82个测点，测试最大深 度为9.6m。
4 旁压试验工程实例
该图为某一钻孔不同深度测点的压力-变形关 系曲线，具有一定的代表性。该曲线具有恢复区、 似弹性区和塑性发展区，分区比较明显，曲线完好； 不同深度测点的旁压曲线非常接近，特别是恢复区、 似弹性区的曲线，基本平行，说明这些土层属于同 一类型的土，力学性质也相近；似弹性区曲线接近 直线，在横坐标较小范围内压力P值升高很多，超 过0.25MPa，说明钻孔孔壁土体基本没被干扰，土 体结构没被破坏，成孔质量较好；当压力达到一定 值后，土体遭受破坏，并快速屈服，表现在塑性发 展曲线在较小压力范围内趋于水平，从这段曲线也 可知，黄土是一种结构性土，结构性能较好，一旦 不同深度的压力-变形关系曲线 结构被破坏，就快速屈服，失去承载力。
旁压试验规程
旁压试验规程一、旁压试验规程是什么呢？旁压试验啊，就是一种测定地基土的压力与变形特性的原位测试方法。
简单说呢，就像是给土里的某个地方施加压力，然后看看土会怎么反应，是变硬了呢，还是软塌塌的。
这可是工程地质勘察里超级重要的一个环节哦。
二、旁压试验的仪器1. 旁压仪。
这可是旁压试验的核心家伙事儿呢。
它就像一个小探测器，能钻进土里去。
这个旁压仪由三部分组成哦。
一是旁压器，它是直接和土接触的部分，长得有点像个圆柱体，而且这个圆柱体还可以充气或者注水，通过这种方式给土施加压力呢。
二是量测系统，这个就像是旁压仪的眼睛和耳朵，它能准确地测量出旁压器里面的压力变化，还有土因为压力而产生的变形情况。
三是加压系统，这个就负责给旁压器加压啦，就像打气筒给气球打气一样，不过这个打气可是很有讲究的哦。
2. 还有一些辅助设备呢。
像钻杆呀，这是用来把旁压仪送到我们想要测试的土层位置的。
还有就是反力装置，因为给土施加压力的时候，旁压仪自己也会受到一个反作用力，如果没有反力装置把旁压仪固定住，那旁压仪可就被土给顶跑啦。
三、旁压试验的准备工作1. 场地准备。
首先要选择一个合适的测试场地。
这个场地得相对平整，而且要远离那些大型的振动源，比如说施工的大型机械啊。
要是场地不平整，旁压仪都放不稳，测试出来的数据肯定不准啦。
而且要是旁边有大型振动源在那里一直震动，就好像在你做实验的时候旁边有人一直在敲鼓，你能好好做实验吗？肯定不行呀。
2. 仪器检查。
在进行试验之前，一定要仔仔细细地检查旁压仪。
看看各个部件有没有损坏，连接是不是牢固。
特别是量测系统，要确保它能准确地读数。
就像你要出门旅行，得先检查一下你的车有没有问题一样，要是车胎瘪了或者刹车不灵，那可就危险了。
3. 钻孔。
接下来就是钻孔啦。
这个孔的大小和深度都是有要求的呢。
孔的直径要和旁压仪的尺寸相匹配，不能太大也不能太小。
深度呢，要根据我们想要测试的土层深度来定。
钻孔的时候也要小心，要保证孔壁相对光滑，要是孔壁坑坑洼洼的，旁压仪下去的时候可能就会被卡住，那就糟糕了。
原位测试旁压试验在软土勘察的运用
原位测试旁压试验在软土勘察的运用随着中国城市化的进程不断深入，越来越多的建筑工程需要在软土地区进行建设。
然而，由于软土地质条件的复杂性和不确定性，随着建筑物的不断加重和使用，可能会导致地基沉降、变形和失稳等问题，给建筑物的安全使用带来威胁。
为了解决这些问题，软土勘察成为了大众关注的焦点，其中原位测试和旁压试验成为了软土勘察中最重要的手段之一。
原位测试和旁压试验区别原位测试和旁压试验都是软土工程勘察中常用的手段。
原位测试指的是通过在现场对软土进行多种测试方法来得出一系列有关软土等参数的信息，其中较为常见的有静力触探（SPT）、动力触探（DPH）等，常用作评价软土的物理性质和机械性质的指标。
旁压试验则是对地基中的不同地层进行强度性试验，最常用的是钻孔取样试验、压缩试验等，常用于评估不同层土壤的稳定性和承载能力。
虽然两种方法都可以被应用于软土勘察，但原位测试的优点在于其可以为另一种方法——旁压试验——提供一个详细的土壤剖面，可以更加精确地分析和研判土壤层的性质和特点，从而降低不确定性并减少工程风险。
原位测试的应用现代建筑工程中的大部分都是在软土厚层上建造的，软土在使用过程中会因软土变形系数较高和压缩速率较低，而出现严重的沉降和变形的问题，因此需要对土质进行详细的勘察和参数测试。
而原位测试正是为了满足这个需求，应用到了软土勘察的各个方面。
首先，对于建筑物的基础设计和建设来说，原位测试可以提供一系列关于土壤力学性质的参数，包括土壤的承载力、土壤的内摩擦角、土壤的剪切模量和处理段等等，为地基设计和建设提供重要的参考数据。
其次，原位测试可以为土壤层的评价提供均匀性和一致性的定量指标，并提供质量的保障，以确保工程的质量和安全。
最后，原位测试也可以获取土壤变形模量的相关数据，用于评估软土层的变形能力，以便于建立一个合理的变形计算模型，从而确保工程的安全和可持续性。
总之，原位测试在软土勘察中成为了非常重要的一个工具，它能提供目前在建筑工程中必需的数据，以保证建筑物的可持续性和安全性。
旁压试验的详细解释 ppt课件
压力范围小2.5MPa,使用 于软土.个人感觉实用性不 大,国产完全可以取代.同 ELASTER-2使用液压源
钻孔旁压仪
TEXAM 加拿大 ROCTEST
压力表和压力源油罐,探头, 19 管路,工具包和防冻液
弹性膜约束力校正方法是:将旁压器竖立地面，按试验 加压步骤适当加压(0.05MPa左右即可)使其自由膨胀。先 加压，当测水管水位降至近36cm时，退压至零，如此反 复5次以上。再进行正式校正，其具体操作、观测时间等 均按上述正式试验步骤进行。压力增量采用10kPa，按 1min的相对稳定时间测记压力及水位下降值，并据此绘制 弹性膜约束力校正曲线图，如图所示。
（1）观测时间为1min时:15s,30s,60s; （2）观测时间为2min时:15s,30s,60s,120s.
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四、试验
当测管水位下降接近40cm或水位急剧下降无 法稳定时，应立即终止试验，以防弹性膜胀破。 可根据现场情况，采用下列方法之一终止试验:
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四、试验
（1）尚需进行试验时:当试验深度小于2m.可迅速将调 压阀按逆时针方向旋至最松位置，使所加压力为零。 利用弹性膜的回弹，迫使旁压器内的水回至测管，取 出旁压器。
（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。
低压 表阀
调 压 阀
手动加压阀
中压表
储 气 罐
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钻孔旁压仪
TEXAM 加拿大 ROCTEST
压力表和压力源油罐,探头, 19 管路,工具包和防冻液
仪器配件齐全,设计新颖, 更为轻便,完全水压.
自钻式旁压仪 Mark VIIId 3 臂式
英国
1. 概述
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，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，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，从旁压试 验的角度，这应属于压入式。
1. 概述
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。 现在旁压仪器包括预钻式、自钻式和压入式三种，国内
国外都是以预钻式为主 预钻式旁压仪的原理是预先用钻具钻出一个符合要求的
垂直钻孔，将旁压器放入钻孔内的设计标高，然后进行 旁压试验。 自钻式旁压仪是将旁压仪设备和钻机一体化，将旁压器 安装在钻杆上，在旁压器的端部安装钻头，钻头在钻进 时，将切碎的土屑从旁压器(钻杆)的空心部位用泥浆带走， 至预定标高后进行旁压试验。自钻式旁压试验的优越性 就是最大限度地保证了地基土的原状性。
2. 试验基本原理
工作时，由加至旁压器，使弹性膜膨胀导致地基孔壁 受压而产生相应的变形。
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。
水箱 加压 注注 水水 管管
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。
仪器名称 梅纳旁压仪
钻孔旁压仪
钻孔旁压仪
型号
厂家
配置
价格(万元) 特点
G-AM 法国APAGEO
ELASTM 日本OYO ETER-2
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. 试验基本原理
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-测管水位下降值S)可分为三段，
I段〔曲线AB):初步阶段，反映孔壁受扰动土的压 缩;
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，最后急剧增大，达到破坏。
管路三部分组成。
3.2 自钻式旁压仪 自钻式旁压仪通常由三部分组成:包含
自钻机构的探头部分;设置在地面的控制 单元;连接控制单元和探头的管路部分。
3.1 预钻式旁压仪
(1)旁压器 旁压器是对孔壁土(岩)体直接施加压力的部分，是
旁压仪最重要的部件。它由金属骨架、密封的橡皮膜 和膜外护铠组成。旁压器分单腔式和三腔式两种，目 前常用的是三腔式。三腔式旁压器由测量腔(中腔)和上 下两个护腔构成。测量腔和护腔互不相通，但两个护 腔是互通的，并把测量腔夹在中间。试验时有压介质 (水或油)从控制单元通过中间管路系统进入测量腔，使 橡皮膜沿径向膨胀，孔周土(岩)体受压呈圆柱形扩张， 从而可以量测孔壁压力与钻孔体积变化的关系。
I-II段的界限压力相当于初始水平压力po,II-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。
D V
B
I
II
A po
C III
pf
pl
p
2. 试验基本原理
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。
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。
读数仪,探头,手动压力泵. 40 连接管路,标定筒和工具箱. 自动采集和数据分析(选配)
LLT
日本OYO
同上.
40
TYPE-M
使用广泛,知名度高,性能 稳定.功能齐全.压力能达 到10MPa ,但最进该厂家 提供仪器质量有所下降.
试验压力大(做岩石),能达 到20MPa,可以随钻测量 和预钻测量,性能超稳定, 完全适应恶劣环境.孔径范 围大
cambridge
包括自钻旁压组件,钻进设 备和用于回旋钻进的附件.
226(包括 适用于软土,沙土等成孔质 厂家调试和 量不佳的旁压试验. 培训)
旁压仪
PY-3
江苏省溧阳县 配置同梅纳旁压仪差不多, 6 但是配件很多.备用件也很
仪器厂 /温州 多.
也有一家,但不 知道厂家名
数字显示,自动记录,价格 便宜,但是压力只能做到 5MPa,而且做不了深孔试 验.
21
旁 压 器
注：
旁压器
水箱
低压表
中 注水阀
腔
注
水 阀
排水阀
测
辅
管
管
导导 压压 管管
3
4
调
零
阀 测
辅
管 阀
管 阀
快速接头
变形量测装置
低压 表阀
调 压 阀
手动加压阀
中压表
储 气 罐
手 动 加
压
中压表
氮气加压阀
中压表
减压阀
高压表 氮气加压阀
高 压 氮 气 源
加压稳压装置
3. 试验仪器设备与安装
3.1 预钻式旁压仪 预钻式旁压仪由旁压器、控制单元和
第6章 旁压试验
目录
1. 概述 2. 试验基本原理 3. 试验仪器设备与安装 4. 技术要求与试验方法 5. 资料整理与分析 6. 主要影响因素 7. 工程应用
1. 概述
旁压仪试验是在现场钻孔中进行 的一种水平向荷载试验。具体试 验方法是将一个圆柱形的旁压器 放到钻孔内设计标高，加压使得 旁压器横向膨胀，根据试验的读 数可以得到钻孔横向扩张的体积压力或应力-应变关系曲线，据此 可用来估计地基承载力，测定土 的强度参数、变形参数、基床系 数，估算基础沉降、单桩承载力 与沉降。