谈预钻式旁压试验

预钻式旁压试验(PBPMT)获取的岩土体力学参数(极限压力、旁压模量等)受试验设备类型、试验方法、土性及资料整理方法等影响。针对当前国内旁压试验所使用的试验设备及试验过程中所依据的国家规范、行业标准及手册等,通过对比分析这些规定对旁压试验测试方法及数据整理方法等要求的异同;进一步对如何获得高质量的试验钻孔、旁压试验每级加载稳定时间、仪器综合变形率定试验中加载分级、旁压试验资料整理过程中曲线的作图方法及旁压模量的计算公式等关键问题展开研究,研究结果表明:(1)可以用试验孔直径(D_w)与旁压探头直径(D_s)之比评价测定的旁压曲线质量。(2)采用钻孔半径变化量与探头半径之比与压力的旁压关系曲线可以对不同仪器型号及不同探头尺寸等所获得的旁压试验结果进行归一化对比分析。研究成果可供旁压试验标准及规范编写、从事旁压试验研究及技术人员提供有价值的参考。     

旁压试验V0问题讨论

Tevanes方法确定的似弹性变形起始点不在旁压曲线似直线段或其延长线上,不符合弹性理论基本假设,其确定的V0值偏小。结合目前确定旁压试验似弹性变形起始点方法,对Tevanes方法提出了改进建议。     

旁压试验曲线分析及其深度变化特征

松塔水电站1#～6#钻孔旁压试验曲线表明,其压密阶段变化特征直接反映试验成败及试验结果的可靠性,其线性变形阶段与破坏阶段变化特征直接影响地层工程力学参数的取值。通过对7#～9#三个钻孔内的旁压试验结果分析得知,同一土层的旁压试验结果在深度方向上具有大体一致的变化特征,但不同深度其变化曲线不同,对试验结果进行汇总分析,可以对岩土层在深度上的力学特性进行估算,为确定不同深度地基承载力提供帮助。     

基于SMP准则的旁压试验分析

旁压试验是一种在岩土工程勘察中应用较为广泛的原位测试技术,可用于评定地基承载力和变形参数等。本文采用SMP屈服准则和平面应变轴对称问题的柱孔扩张理论,对旁压试验的机理进行分析,获得了旁压试验过程中的位移、应力和应变的分布,得到了塑性区半径与扩张压力的关系,同时为临塑压力和极限压力的确定提供了一种新的思路。理论计算结果与试验数据具有较好的一致性,表明理论分析具有一定的合理性,能够用于旁压试验的相关解释与分析。     

旁压试验在广州地铁勘察工程中的应用

通过分析在广州轨道交通某支线地铁勘察中所得到的旁压试验数据,获得了其沿线不同区间内典型控制地层的P-V曲线,并由这些曲线确定相应的总静止土压力、临塑压力、极限压力及其旁压模量等岩土体力学参数,为地铁设计与盾构施工提供了相关参数,对相关工程有借鉴意义.     

旁压试验监测系统研究

研制了基于C8051F的旁压试验记录仪,用于实时监测和记录旁压试验过程中的压力和注水体积等参数。监测数据采用液晶显示,可以根据试验情况设定不同的采样周期,并按照该采样周期自动保存试验数据到U盘中。采用基于555定时器的处理电路将注水体积转换为相应频率脉冲,极大地提高了注水体积的监测精度。本监测系统与原有机械仪表相比,具有测试精度高、自动化程度高、可靠性好、信息量大、抗干扰能力强等优点,成为工程勘测中旁压试验智能化的重要组成部分。     

吹填砂旁压仪试验研究

旁压仪试验成果的解析和应用,一般仍基于古典弹塑性理论的若干假定。对吹填砂的旁压仪试验成果,除了由压力——膨胀曲线接古典理论确定旁压试验特征值,还引用Hughes的方法确定内摩擦角。中和剪胀角。,将其与三轴试验测得的成果进行比较,并根据考虑塑性区体变的理论计算极限压力已。通过不同方法所得结果的比较,初步探索砂土旁压试验的分析。     

旁压试验在黄土地区地基勘察中的应用

在介绍了旁压试验原理及试验方法的基础上,结合西北黄土地区某工程的旁压试验,对黄土地基旁压试验P-V曲线的特点和相关特征指标进行了分析。由旁压曲线推求了土的变形模量、压缩模量、地基承载力等力学和工程特性指标,为评价该工程的地基条件提供了依据。     

旁压试验反演邓肯-张模型参数方法研究

研究了联合室内模拟试验和现场旁压仪试验综合确定邓肯 -张E-B 模型有关参数的方法。内容包括 :①采用邓肯 -张E-B 模型和有限元方法 ,对旁压试验机理进行数值模拟 ;②研制采用阻尼最小二乘法非线性优化理论 ,依据实测旁压曲线 ,进行土体本构模型参数反演的方法和计算机程序 ;③在对模型各参数敏感性分析基础上 ,以室内试验结果为初值 ,对某工程地基覆盖层现场旁压试验实测曲线进行E-B 模型参数的反演分析。为实际工程的计算分析提供了更为可靠依据     

一种基于旁压试验确定海洋地层力学参数的方法

为了获得准确的海洋地层力学参数,基于已有的旁压试验技术,提出一种新的方法,并阐述其难点及解决方案。通过陆地原位对比试验修正旁压试验推求地层设计参数的计算方法,并以海洋旁压试验与十字板剪切试验、标准贯入试验进行对比验证,为海洋构筑物基础设计提供计算依据,丰富海洋地层勘探方法。     

预钻式旁压试验现场实施与精度控制关键技术

与其他原位测试手段相比,旁压试验能更客观地反映试验土体的横向强度和变形特征,只是由于野外操作步骤繁琐,影响试验数据精度的因素较多,而在实际工程中应用较少,而地铁勘察规范中要求必须使用旁压试验指标来评价岩土的水平变形特征。本文以实际勘察工程为例,指出可能导致旁压试验失败的几个因素,从试验准备、成孔工艺、试验时间、压力加载等级等方面,结合野外操作经验,经过对比分析,分别提出对策,进行控制。     

陇东Q3黄土结构破损演化特性试验研究

陇东黄土具有显著的结构力学特征和遇水敏感特性,深入研究陇东Q_3黄土的力学变形特征对于理论研究及实际工程建设具有重要意义。利用室内侧限压缩试验系统研究了陇东Q_3原状黄土在湿压条件下的结构屈服特性及结构损伤演化过程。结合原状黄土及相应的饱和无结构性黄土的压缩曲线特征,介绍了一种确定原状黄土结构屈服压力的方法,并与Casagrande法及Jose法确定的结构屈服压力进行对比,证明了方法的合理性。分析黄土结构屈服压力与黄土构度指标之间的关系,表明黄土结构屈服压力随着黄土构度指标的增大而增大。根据试验曲线确定出原状黄土的结构屈服临界点,结合岩土损伤力学思想提出了原状黄土结构变形损伤比的具体表达式,进一步推导出一维湿压条件下原状黄土结构损伤演化模型。     

旁压试验在青岛地铁承载力验算中的应用

以青岛地铁某线路为背景,概述了PY-4型旁压仪的操作规程及数据处理方法,分析了旁压试验应用于青岛地区地铁工程的实际案例。主要整理了旁压试验在青岛地区第四纪全新统河流相粉质黏土中应用的相关数据,对土体强度参数进行验算,对旁压试验应用于该层土承载力计算的不同方法进行了分析比对,并将计算值与青岛地区地方经验值进行比较,确定了青岛地区该层土的相关旁压试验参数,为该层粉质黏土的力学指标提供参考,验证了该方法在该层粉质黏土中测试的实用性。     

扰动土旁压试验初探

扰动后土体强度和变形特性的研究非常重要,针对工程活动扰动及人为扰动多采用室内试验进行模拟,结果往往不具有可重复性,常规原位测试手段,仅能获得扰动土体强度变化,不能获得应力应变关系变化。以旁压试验方法研究土体扰动前后的强度和变形指标变化,对上海第(4)、(5)、(6)层粘性土在扰动前后分别进行旁压试验,研究不同土层扰动前后的强度和变形规律。从扰动前后的旁压试验对比发现,扰动后土体的强度有明显变化,初始压力、临塑压力以及旁压模量等均有明显下降,扰动对土体的变形规律也有较大影响,旁压试验弹塑性阶段的旁压曲线在扰动前后差别明显,极限体应变也产生明显下降。     

基于土体孔径分布的土水特征曲线预测

土水特征曲线(SWCC)是描述非饱和土的吸力与饱和度或含水率关系的一条重要曲线,是分析非饱和土的强度、变形及渗流的重要基础。室内直接或间接测量土体的吸力非常耗时。为了快速准确获取非饱和土体的SWCC,提出了基于土体的孔径分布(PSD)预测SWCC的改进方法。该方法采用压汞试验(MIP)测量土体的PSD,采用滤纸法测量土样的一个吸力值及其对应的饱和度,再根据该点的试验结果对MIP试验测得的土体孔隙体积进行校正,并采用校正后的孔隙体积来计算不同吸力条件下土体的饱和度。该方法可以克服MIP试验测得的孔隙体积偏小的问题。通过对9组土样校正前后预测SWCC与实测SWCC的对比分析,表明了该方法可以较为准确地预测非饱和土体的SWCC。在此基础上,可以方便快捷地得到多组土体的SWCC拟合参数及其概率统计特征。     

关于土工试验规范的思考——以三轴CD和高压固结试验为例

工程勘察建设中采用土工试验规范指导岩土体测试,但有些试验方案的设计考虑得并不全面,一些处于特殊状态下的土体,需对其测试数据进一步分析,从而获得合适的参数。通过试验研究、数据分析,发现三轴固结排水试验(CD)采用质量差计算排水量大于固结阶段理论排水量,将导致破坏时的最大主应力偏大。随着围压的增加,最大主应力误差增大,建议CD试验固结排水量等于土体质量损失计算出的排水量减去剪切排水量;高压固结试验可获得土体的先期固结压力,对于深层土,需要更大压力下的数据提供曲线的直线部分,数据量的多少也会影响e-lgp曲线的拟合形态。通过层层嵌套式拟合土体稳定变形量随固结压力变化趋势,预测大于3 200 kPa压力段土体的稳定变形量,再结合卡萨格兰德法,为传统试验室配备高压固结仪确定深部土体先期固结压力提供了新的方法。     

砂岩结构面法向加卸载本构模型研究

鄂西志留系罗惹坪组砂岩结构面法向循环加卸载试验结果表明,在中低法向应力范围内,结构面加载变形曲线呈上凸型,卸载变形曲线呈上凹型,结构面卸载后产生残余变形,形成明显的回滞环。目前已提出的结构面法向变形本构方程都是在试验的基础上总结出的经验方程,因结构面的初始法向刚度和最大闭合变形量难以确定,使模型的计算精度受到一定的限制。因此,针对浅表工程岩体应力状态较低的特性,提出了结构面法向变形的半对数-圆弧线联合本构模型,加载曲线采用半对数模型表征,卸载曲线则采用圆弧线模型表征。其中,半对数函数的模型参数可根据加载试验结果回归分析得出,圆弧线模型方程则由本级加载曲线的起点、终点与卸载曲线的终点三点坐标确定。通过模型计算结果与试验结果对比分析表明,半对数-圆弧线模型计算结果与试验结果相吻合,较好地体现了结构面法向加载曲线为上凸型与卸载曲线为上凹型的特征,重现了卸载-加载过程的回滞圈。新的模型回避了最大闭合变形量和初始刚度的确定难题,并且不需引入新的模型参数,便于实际应用。     

钢筋混凝土柱弯剪破坏恢复力模型骨架曲线

为研究弯剪破坏柱的抗震性能,进行了不同设计参数的24根钢筋混凝土（RC）柱的拟静力试验,分析了剪跨比、轴压比及配箍率（箍筋间距）对柱破坏模式及其抗震性能的影响,给出了确定弯剪破坏柱开裂、屈服和破坏时对应荷载及位移的计算方法,并提出了建立弯剪破坏柱恢复力模型骨架曲线的简化方法。研究结果表明：发生弯剪破坏的柱,其变形在2Δy～4Δy前弯曲作用明显,滞回曲线饱满,但之后由于抗剪能力不足会突然丧失承载力;利用弯剪破坏柱的3个特征点（开裂点、屈服点、剪切破坏点）建立其恢复力模型骨架曲线的方法,简化了RC柱的受力分析,可用于计算地震作用下弯剪破坏RC柱的荷载-变形全曲线。建立的恢复力模型骨架曲线与试验曲线吻合较好。     

旁压试验在车站基坑工程勘察中应用

在天津主城区地铁站基坑开展旁压试验,测得土体的初始压力、临塑压力、极限压力和与应力相对应的变形值。利用相关公式计算出静止土压力系数(K0)和水平基床系数(Kh),比较分析测试值与建议值。实验证实,利用旁压试验测试土体的静止土压力系数和水平基床系数是可行的,但测得的K0和Kh与建议值有一定偏差。旁压试验结果可以为基坑工程设计提供参考。     

低掺量三元混杂纤维混凝土轴心受压试验

借助正交试验方法,研究了钢、聚丙烯、玄武岩等纤维及纤维掺量对三元混杂纤维混凝土(SPBHFRC)轴心抗压强度、轴压韧性及轴压破坏形态的影响,并筛选出轴压性能最优的纤维组合;结合轴压荷载-变形曲线、应力-应变曲线对混杂纤维混凝土变形过程进行详细描述,并对轴压应力-应变曲线进行数学拟合。研究表明,钢纤维含量是影响混杂纤维混凝土轴心受压性能的关键因素;钢纤维体积掺量为2%,聚丙烯体积掺量为0.1%,玄武岩体积掺量为0.2%时,混杂纤维混凝土试件在破坏时的轴压韧性较好,可为实际工程设计和选材提供参考;基于过镇海~[9]提出的分段式本构方程能准确拟合出SPB-HFRC轴心受压应力-应变曲线,可为纤维混凝土的非线性有限元分析提供可靠的计算依据。