自钻式旁压试验：资料整理及成果应用

5.4.2　自钻式旁压试验

自钻式旁压试验（self-boring　pressuremeter　test）是一种自行钻进、定位和测试的原位测试技术。它借助于地面上的（或水下的）回转动力（通常可用水冲正循环回转钻机作为动力），利用旁压器内部的钻进装置，可自地面连续钻进到预定测定深度，在保持钻孔周围土层不受扰动的条件下测试，求得土（或软岩）的初始压力P0、静止侧压力系数K0、孔隙水压力和消散特征以及估算土的不排水抗剪强度C_u。其成果的分析和应用是建立在理论基础上，而不是建立在经验关系上。

国际上，自钻式旁压仪可分为法国道桥式和英国剑桥式两种代表类型。其中法国道桥式自钻旁压仪所用的膨胀介质是水，量测传感系统是借助地面仪表中水头及水的体积变化间接量测压力和变形；英国剑桥式自钻旁压仪所用的膨胀介质是氮气，量测系统是在旁压器上安装应变传感器，直接测量试验深度的变形。在实际应用中，上述两种旁压仪各有优势。

国内使用的自钻式旁压仪以MIM-1型和PYHL-1型为代表。

MIM-1型自钻式旁压仪是以英法两国自钻式旁压仪为基础改进而成的。它是由地面装置、管路系统和地下装置三大部分组成，其中地面装置包括显示和自动记录、动力源、气压和放大示波装置；地下装置则包括孔压传感器、变形传感器、自钻装置、加压装置和拾震装置。地面、地下各相应部分由水、气、电管路系统连接，使之协调地进行工作。其旁压器和英国剑桥式旁压器类似，属于单腔、气压应力控制，外径118mm，长1　385mm，由电阻应变式传感器测应变。

PYHL-1型自钻式旁压仪是在PY型预钻式旁压仪的基础上试制成功的。由钻机带动钻杆回转，使探头下部的钻进器切削土体，并借循环水（或泥浆）将土屑带出地面。所用旁压器是三腔液压式，外径90mm，长940mm，测量腔长200mm。

自钻式旁压试验的资料整理及成果应用如下。

（1）绘制P-x旁压试验曲线，如图5-28所示。

图5-28　P-x旁压试验曲线

根据旁压器加压方式不同，x的含义则不同。剑桥式自钻旁压试验中，x指应变ε＝（Δγ/γ）；道桥式自钻旁压试验中，x指ΔV/V，按等容剪切理论，；国产PYHL-1型则指测管的水位降。

（2）由旁压曲线可以得到下列特征指标:

①P20:当x＝20%时的旁压试验压力，大致相当于预钻式旁压曲线上的极限压力PL值。(www.xing528.com)

②P4:当x＝4%时的旁压试验压力，大致相当于预钻式旁压曲线上的临塑压力Pf值。

③P0:土的原位初始压力。

（3）估算侧压力系数K0。

式中:γ——土的重度，kN/m³；

Z——旁压器中心点至地面的高度，m。

（4）确定不排水抗剪强度C_u。

①作τ-x剪切曲线，即图5-28中的虚线。

该式是根据等容剪切理论推出的。τ-x曲线上峰值即为不排水抗剪强度。

式中的Pf可用P4代替。

（5）同预钻式旁压试验一样，确定地基土的承载力特征值f_ak。