王志強 潘月雷

隨著旁壓試驗越來越多的應用于實際工程，對旁壓試驗的研究也不斷加深。胡建華對法國梅納旁壓儀的結構和工作原理進行了簡單介紹，并對在武漢某高層建筑場地的旁壓試驗進行了分析，得出其準確性和適用性;徐東升[1]結合室內試驗、扁鏟實驗和

旁壓試驗的結果對黃河三角洲粉土的原位力學性能進行了研究;余剛[3]在深圳地鐵巖土工程勘察中應用旁壓試驗測試了花崗巖殘積土、強風化巖層的地基承載力參數和變形參數;劉瓊應用旁壓試驗結果推算出載荷試驗p—s曲線，并在兩個工程實例中檢驗了其方法的可行性;蘇兆鋒[4]對唐山京唐港濱海相地區(qū)23個鉆孔中的180個旁壓試驗點的數據進行了對比總結。

筆者在日照某吹填場地上應用法國梅納旁壓儀(GB)對強夯后吹填場地10個鉆孔、30個旁壓試驗點進行了測試。得出場地的地基承載力及彈性模量，本文簡單介紹了旁壓儀的工作原理和數據整理，并對試驗過程中所遇問題的解決進行了分析。

1 工程概況

鑒于吹填所形成的場地地質條件極為復雜，地層分布雜亂無序，場地條件復雜或有特殊要求的工程，對場地進行了施工勘察，為進一步查明該場地吹填土沉積規(guī)律，細化分層?？睖y時為枯水期，初見水位一般見于粉土層中部，靜止水位在1.0 m～1.50 m左右。據該區(qū)地下水動態(tài)變化規(guī)律，預計該靜止水位的年變化幅度在1.50 m～2.00 m左右，水位較高。場地在勘測深度范圍內所揭露地層分布情況及與工程設計相關土層的物理力學性質指標見表1。

表1 土層物理力學性質指標表

2 旁壓試驗原理

2.1 試驗儀器

本次旁壓試驗所用儀器為法國梅那GB型預鉆式旁壓儀。

2.2 試驗原理

旁壓試驗(pressuremeter test)是利用旁壓儀的擴張，對周圍土體施加均勻壓力，測量壓力和徑向變形的關系，得到地基土在水平方向上的應力—應變關系的一種原位測試方法。根據試驗的讀數，得到應力—應變或體積—壓力之間的關系曲線(見圖1)，據此用來確定土的臨塑壓力Pf和極限壓力Pl，以評定地基土的承載力，確定土的旁壓模量Em，估算土的壓縮模量Es和剪切模量Gm等。

表2 粉質粘土的旁壓試驗記錄

圖1 典型旁壓曲線

由旁壓曲線可以判斷有關變形的強度特性的參數。OA，AB段界限壓力相當于初始水平應力Po;AB，BC段界限壓力相當于臨塑屈服壓力Pf;BC段末尾漸近線的壓力為極限壓力Pl。

由于橡皮膜的約束力和管線在壓力的體積膨脹會影響試驗數據，所以進行以下修正:壓力修正和體積修正。

1)壓力修正。由于有管路中的靜水壓力，所以施加于探頭的實際壓力高于控制裝置讀出的壓力值。另一方面，由于膜的約束力的關系，施加于土的壓力低于探頭的壓力，要進行壓力的修正。壓力修正過程如下:首先讓探頭自由膨脹數次，然后按7級～12級壓力施壓，每一級壓力分別持續(xù)1 min，記錄每一級別對應的體積增量，當體積達到700 cm3時終止。根據試驗結果繪出P—V曲線，進行修正的時候在曲線上通過體積查出壓力損失。

2)體積修正。環(huán)路中的水的壓縮和管路及配件的膨脹都說明必須對體積計的讀數作修正。修正如下:將探頭放入直徑與試驗鉆孔直徑相當的鋼管，然后以250 kPa的增量對探頭施加壓力，記錄各級壓力下的體積變化量。繪出P—V曲線，取直線段的斜率為儀器變形修正系數α。

3 試驗成果及分析

本次試驗由于是在一月份的北方城市進行的，天氣寒冷，水路循環(huán)中的液體水易因受凍凝固而影響試驗的進行。針對這個問題，經過試驗人員集思廣益，應用酒精代替水作為循環(huán)液體進行旁壓試驗，通過查閱資料發(fā)現酒精在壓力下體積減縮量小，完全有代替水的可操作性。由于酒精的體積減縮量在體積修正的時候已經考慮到，對試驗結果基本沒有影響。

表2為本次旁壓試驗的一組數據，圖2為本次試驗中不同原狀土形成的水泥土的旁壓曲線。

圖2 不同土層的旁壓曲線

由圖2中曲線可以得到如表3所示數據。

表3 不同土層強夯后的旁壓試驗結果

對比表1和表3可以發(fā)現強夯前后地基承載力特征值有了明顯的提高，旁壓模量也有顯著的增加，可見強夯對于近海吹填場地的地基處理效果是明顯的。

4 結語

1)本文提供了解決在寒冷環(huán)境中旁壓儀管線內液體受凍堵塞問題的方法，用高濃度酒精代替水是完全可行的，為以后在嚴寒條件下的工程施工提供了解決方案。2)通過強夯前后旁壓試驗分析，表明強夯對吹填地基的地基承載力有明顯的提高，為近海吹填場地的地基處理提供了參考實例。

[1]徐東升，汪 稔.黃河三角洲粉土原位力學性能試驗研究[J].巖石力學與工程學報，2010，29(2):409-416.

[2]馬懷發(fā)，孔俐麗.基于旁壓試驗反分析土體本構參數的有限元方法[J].水利水電技術，2005，36(6):58-60，62.

[3]余 剛.旁壓試驗在深圳地鐵巖土工程勘察中的應用[J].四川建材，2010，36(1):252-254.

[4]蘇兆鋒，張 輝.旁壓試驗在濱海相地區(qū)港口勘察中的應用研究[J].工程勘察，2010(S1):50-55.

[5]吳 文，徐松林.旁壓儀在巖土工程深部原位測試技術的應用[J].巖石力學與工程學報，1999，18(1):45-48.