旁压试验在港区码头工程地质勘查中的应用.pdfVIP

第 31卷第 1期 东 北 电 力 大 学 学 报 Vo1．31．No．1 2011年2月 JournalOfNortheastDianliUniversity Feb ．2011 文章编号：1005—2992(2011)01～0034一o6 旁压试验在港 区码头工程地质勘查 中的应用 郝冬雪，樊广森 (东北电力大学建筑工程学院，吉林 吉林 132012) 摘 要：旁压试验具有测试深度大，不受水位影响，可用于较难测试的松软土层等优点 ，广泛应用 于港I=1、桥梁、建筑等地基的地质勘查中。本文介绍了法国梅纳旁压仪的工作原理，并将其应用于港区 地质勘查工程。通过对旁压试验成果进行分析 ，确定了码头岸壁工程的地基承裁力、变形参数、强度指 标等，与标贯试验得到的强度指标进行了对比分析，为工程可行性分析及设计提供土性参数。并通过大 量试验数据统计分析，给出旁压试验参数与标准贯人击数的经验关系式，可为类似工程提供参考。 关 键 词：旁压试验；地基承载力，变形模量，强度指标 中图分类号：TU431．4 文献标识码：A 旁压试验作为工程地质勘查的原位测试方法之一，具有测试深度大，不受地下水位影响，可用于较 难测试的松软土层及桥涵工程等。它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或体积变化的关系，据此可用来直接确定试验土体地基 承载力，对试验土体进行分类，评估其物理状态，确定土体强度参数、变形参数、建筑物基础的沉降、单桩 的承载力与沉降以及侧向的地基反力系数等…。旁压试验广泛应用于许多难度较大的重要工程的地 质勘查中，已成为地基勘察和基础设计的实用、可靠的试验方法之一 。 本文介绍了在曹妃甸港区通用码头直立岸壁工程可研及施工图阶段工程地质勘察中的旁压试验及 试验结果处理方法。试验进入土层深度约为50m，测试了 12种土层 ，获得各测试点的旁压试验数 据 ]，通过试验成果分析确定各层土体的地基承载力、变形参数及土性强度参数等，并与标贯试验得到 的强度指标进行了对 比，为工程可行性分析及设计提供土性参数。对本工程获得的试验数据进行统计 分析，给出旁压试验参数与标准贯人击数的经验关系式，可为类似工程提供参考。 1 旁压试验原理 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。典型的旁压曲线可分为三 个阶段：I阶段：初步阶段；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Po；II一Ⅲ 阶段的界限压力相当于临塑压力P，；Ⅲ 阶段末尾渐近线的压力为极限压力P。Po，P，，P 以及旁压模量 EM是工程设计中的重要指标，据此可以确定土体强度和变形参数。 1．1 旁压强度参数 P0、P，、P1的确定 由于预钻式旁压试验受扰动及孔径的影响，需采用作图修正法确定旁压试验初始压力P0，地层原 始水平应力。延长 P—V曲线直线段与纵坐标轴相交，截距为 ，过截距作与横坐标轴的平行线与P — 曲线相交点对应的压力即为P0。以P～V曲线直线段的终点对应的压力为 在旁压试验过程中，随 着孔扩张不断进行，压力增加，当孔体积为2Vo+ 时所对应的压力定义为极限压力P，Vc为旁压腔初 收稿 日期：20lO—O8—27 基金项 目：国家 自然科学基金项 目(506039010)；东北 电力大学博士科研启动基金项 目(BSJXM一200917) 作者简介：郝冬雪 (1981一)，女，辽宁沈阳人 ，东北电力大学建筑工程学院讲师，博士，主要从事孔扩张理论及原位测试机理研究 第1期 郝冬雪等：旁压试验在港区码头工程地质勘查中的应用 35 始容积 。由于旁压膜的影响及成孑L大小的关系，P～ 曲线往往不能达到确定 的要求，因此，利用作图 法来确定极限压力。由P—I／V曲线的延长线与 1／(2Vo+vc)的交点对应的压力为P，见图1。 1．2 旁压模量 旁压模量是反映土层 中应力与体积变形关系的 一 个重