原位测试旁压试验在软土勘察的运用

刘建章 徐源 穆磊

[摘要]旁压实验是一种原位测试技术，主要用于地基土的力学参数的推测。它通过旁压器将横向均匀压力作用于钻孔壁，通过推测径向变形与测得压力之间的关系来获得土层参数的原位测试技术。旁压实验能够避免受到水位的影响，且测试的深度大，因此被广泛应用，尤其是软土层。本文从旁压实验在软土勘察中的应用进行举例分析，望同行业人士共勉发展。

[关键词]原位测试 旁压试验 软土勘察

[中图分类号] TU471.8 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-252-1

在一般软土层勘察中，试验土体的类别以及承载力，包括土体的强度参数以及变形参数都可以通过旁压试验来获得。因此，在一些重要的难度较大的地质勘察中，原位测试旁压试验被广泛应用。本文主要对预钻式旁压试验进行分析。

1旁压实验原理

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。典型的旁压曲线可分为三个阶段：初步阶段（Ⅰ）反映孔壁受到扰动土的压缩；似弹性阶段（Ⅱ）反映体积变化量及压力之间的关系；塑性阶段（Ⅲ）反应体积的变化与压力成正比。我们将Ⅰ到Ⅱ阶段的界限压力称为初始水平应力p0；Ⅱ到Ⅲ阶段的界限压力称为临塑压力pf；Ⅲ阶段末尾渐近线的压力称为极限压力pL。

将p—V曲线直线段延长线交于V轴，交点与p轴的平行交于与p—V曲线的对应压力即为p0；与直线段终点对应的压力即为pf；旁压试验压力会随着孔洞的不断扩张而增加，压力经过Pf后趋向于V轴的渐近线对应的压力值即为pL。很多情况下，pL不能通过p—V曲线来确定，极限压力需要通过作图确定。

2成果应用

2.1地基承载力fak

确定地基承载力常用的两种方法有：

临塑压力法：fak=Pf-P0

极限压力法：fak=（PL-P0）/F；F为安全系数，这里取3。

2.2旁压模量EM

土层体积变形以及压力之间的关系是通过旁压模量来反映出来的。

EM=2（1+μ）（Vc+Vm）·△P/△V；μ泊松比；△P（kPa）、△V（cm3）分别为压力及体积增量； Vm（cm3）为体积平均增量。

2.3变形模量

变形模量E0反映了垂直方向上的压缩性质，是沉降计算中常用参数。

E0=K·EM

对于粘性土、粉土和砂土：K=l+61.1m-1.5+0.0065（V0+167.6），其中，m为旁压模量与旁压试验极限压力的比值，m=EM/（P1-P0）。为偏于安全计，当m≤6时，取K=5。

2.4压缩模量Es

Es=k2Gm ；K2查表取2.5；Gm=Vm·△p/△V，Gm为旁压变形参数（MPa）；

3软土工程勘察实例

以天津滨海某工程为例，场地淤泥质土位于埋深3.00～19.00m段，本层土整体土质软，强度低，压缩性高。通过对该层91个原状土样试验分析，含水率为45.3～58.2%，孔隙比为1.28～1.76，压缩模量为2.1～2.9Mpa。根据相关规范综合判定本层土地基承载力值约为60～80kPa。在本层土中共进行24点旁压试验，选取代表性试验成果如下：

通过以上两点旁压试验结果表明，本层土地基土承载力特征值为80～100kPa，压缩模量2.06～2.30MPa，与室内试验结果相符。

4结束语

在旁压试验测试之后可看出，其强度指标与室内试验得出结果较为符合，效果良好。旁压试验还可以对软粘土的不排水抗剪强度以及基础深沉降量、地基的强度等进行试验，今后可以在实际工程中推广运用此种方法，以便于推广与促进原位测试旁压试验技术的发展进步。