自钻式原位剪切旁压模型PFC3D细观模拟

自钻式原位剪切旁压试验(self-boring in-situ shear pressure-meter)以其独特的多级加载方式, 能够直接测出土体的强度和变形参数, 然而, 目前对探头周围土体变形机理研究较少.为揭示自钻式原位剪切旁压仪试验过程中测定器周围土颗粒变形机理, 应用PFC3D(particle flow code in three dimensions)颗粒流程序对自钻式原位剪切旁压试验进行了仿真数值模拟, 对多级加载过程中探头周围土体的位移场和应力场发展变化以及数值试样各阶段变形模量和土颗粒运动轨迹进行了分析研究.试验结果表明: 随着剪应力的逐级施加, 中间区域颗粒的位移量不断增大, 且位移矢量方向性更加显著.径向应力在探头附近两侧形成近似呈对称分布的数个"应力核"; 竖向应力在探头两侧形成扁平状应力带, 且在肩部形成应力集中区.中部区域球颗粒的运动轨迹成台阶状, 且随距探头距离的增大由近到远可分为3个特征区域; 球颗粒的Z向和XY向位移量亦随之呈负指数形式衰减, Z向位移量衰减速率更快.      

水下旁压试验在桥基原位测试中的应用

介绍了GA型预钻式旁压仪在水下沉积软土及砂土桥基原位测试中的成功应用。试验结果表明: 由旁压试验结果推求的地基承载力与标准贯入击数具有良好的线性关系, 随着标贯击数N_63.5的增大, 土质较硬的地基的承载力增长的幅度小; 而土质较软的地基的承载力增长的幅度反而大。为利用标贯试验和部分旁压试验结果能够较为准确地推求地基承载力, 确定持力层位置, 提供了依据。     

自钻式原位剪切旁压仪及其工程应用

精确地评价土的力学性质,提供可信赖的设计参数,对基础工程设计具有重要的现实意义。现有的试验方法中,土的强度和变形参数由精度相异的不同试验方法得出,并且不可避免地存在不同程度地扰动土体,释放土中应力。研制的自钻式原位剪切旁压试验方法（self-boring in-situ shear pressuremeter test）。结合常规的旁压试验和室内直剪试验之长,采用自钻式钻进,将测定器插入到预定深度,尽可能地减少土体的扰动,较好地保持了土中的原始应力;其独特的结构和加加载方式使该方法能够同时直接测出土的强度和变形参数,还能获得土的静止土压力 、剪切反力系数 ,评价桩周摩擦力 等力学参数。由于它是一种在钻孔内的测试技术,所以能获得不同深度土的力学参数。     

旁压仪在地基工程原位测试中的应用及其成果分析

介绍了法国梅纳(Menard)旁压仪的结构和工作原理,并应用于地基勘察工程的原位测试,对旁压试验结果进行分析,以确定确定高层建筑物的地基承载力,并与理论计算结果进行对比,证明其结果能够很好的应用于工程设计。在旁压试验结果中,提供了测试地层的其他变形参数,并为类似工程提供参考。     

旁 压 试 验 钻 探 技 术 研 究

针对目前旁压试验应用逐渐广泛的实际，通过在岩土工程勘察中使用国内外2种不同旁压仪进行的对比试验研究的基础上，对几种钻探技术的成孔工艺、关键技术及影响因素进行了分析，提出了适用于北京地区浅层粘性土和砂类土的旁压试验钻探技术措施。     

基于旁压试验土体弹塑性本构模型初探

在大量旁压试验数据分析的基础上,通过曲线拟合,建立了旁压试验弹塑性阶段曲线的椭圆方程,利用土体SMP屈服准则和Rowe流动法则,推导出土体塑性阶段应力增量与应变增量间关系矩阵。在弹性阶段,假设土体应力-应变服从广义虎克定律,建立了基于旁压试验的土体弹塑性本构模型。编制了相应的计算程序,将文中模型计算结果与实际旁压试验曲线进行对比,初步验证了模型的正确性。将本构模型编译为ABAQUS自定义材料子程序UMAT,通过有限元对比分析,文中模型计算变形较弹性模型小,较摩尔-库仑模型大,与模型建立的假设一致。基于旁压试验的土体弹塑性本构模型参数少,且易于获取,便于在实际工程中应用。     

河床砂卵石的旁压测试应用及成果分析

介绍了法国梅纳(Menard)旁压仪的结构和工作原理,并应用于砂卵石地基勘察工程的原位测试,对旁压试验结果进行分析,以确定水电站坝址砂卵石基础的地基承载力和变形参数,并与室内试验和超重型动力触探的结果进行对比,证明其成果能够很好地应用于工程设计,并为类似工程提供参考。     

旁压试验确定上海软土地区的单桩承载力

该文搜集上海地区三十多项旁压试验资料工程，以及近133组静载荷试验，经过分析、统计、比较，得出根据旁压试验确定单桩竖向极限承载力的公式，表明该公式的普遍适用性，是对静载试验方法的有益补充。同时对379组分别采用旁压和静探试验估算的单桩承载力的比较，表明采用旁压试验方法估算的单桩承载力与静探方法基本吻合。     

PY·HL—1型自钻旁压仪

本文介绍了上海华东电力设计院和江苏省溧阳县仪器厂共同研制的PY·HL-1型自钻旁压仪的仪器性能、操作程序和应用情况。实践表明这种仪器具有结构合理,操作方便,性能稳定,质量可靠的特点。最大试验深度达到34.5m,最大试验压力可达2.5MPa。由于旁压器采用双重管可调位置切削器,因此可在第四系软粘土、硬粘土和砂性土中自行钻进。土粒直径不超过17mm的颗粒均可自由地由循环液排至地面,在经风化成土状的岩石内或在软质岩石(如泥岩)内也可进行试验。 本仪器通过几个工程84次试验,表明在确定土的强度、变形模量、侧压力系数、基床系数、桩基的承载力,天然土层的应力∽应变特性等方面都是有效的。     

海相沉积软土的自钻式旁压试验及原位力学特性

海相沉积软土广泛分布于我国沿海地区,是典型的结构性土,具有灵敏度高、承载能力低等特点。通过自钻式旁压试验调查软土场地的原位力学特性,获得了29.0 m深度范围软土层的原位水平应力、临塑压力、不排水抗剪强度、剪切模量等力学指标。结果表明,软土的旁压试验曲线可分为应力平衡阶段、弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段4个阶段;破坏阶段之前软土的卸载会造成有效应力的显著降低,在工程实践中对软土卸载过程的稳定性应予以关注;软土的剪切模量具有明显的非线性特征,采用非线性分析法得到的剪切模量较为合理。通过对试验结果的拟合,建立了原位水平应力和临塑压力随深度变化的经验公式,可为工程中该两类参数的确定提供参考依据。     

自钻式原位剪切旁压模型试验颗粒流模拟

基于颗粒流理论思想,应用PFC3D 程序对自钻式原位剪切旁压模型试验(SBISP)进行了仿真模拟。以室内模型试验为基础,建立数值模型,模拟了自钻式原位剪切旁压试验加载过程,通过与SBISP试验曲线对比,验证了数值模型的有效性,分析了复杂加载条件下探头周围土体的位移发展模式和细观力学响应。数值试验结果表明,随着剪切应力的逐级施加,中间区域颗粒的位移量不断增大,并且位移矢量的方向性也更加显著,在第五级剪切应力作用下,受影响区域位移矢量形状为一倒锥形; 而且剪切应力变化与探头摩擦系数有关,当摩擦系数达到某一值时,剪切应力-位移曲线不再发生变化。     

SBPM试验不同长径比颗粒流细观模拟

自钻式旁压试验（Self-boring pressure-meter）具有对原位土体扰动小,测试深度大,能够得到不同深度处土体的应力-变形曲线,在测定地基土性参数和地基承载力上具有广阔的应用前景。然而受分析手段和研究水平限制,目前对SBPM试验不同长径比（length-to-diameter ratio）测定器加载过程中周围土体的细观变形响应研究较少,而土体参数的确定与其变形机制是密切相关的,基于此,应用PFC3D（Particle Flow Code in Three Dimensions）颗粒流程序对不同长径比L/D（6、10、15、20）下自钻式旁压试验进行了数值模拟,对测定器孔应变一定时,周围土体的位移场和应力场分布变化进行了分析研究。试验结果表明：根据长径比的大小,位移场和径向应力场分布可分为两种形式：当长径比L/D=6时,位移场和应力场分布呈弧形壁灯笼状,测定器周围土体变形在其高度上不符合平面应变轴对称条件,且L/D=6时的土体应力小于后3值（L/D=10、15、20时）; 当L/D=10、15、20时,则呈直壁灯笼状,此时在测定器高度上应力分布比前者均匀,其变形基本符合平面应变轴对称条件。径向应力在测定器附近两侧形成近似成对称分布的数个应力集中区。当测定器径向应变一定时,随着L/D的增大孔壁处土体径向应力逐渐呈负指数减小并趋于稳定。     

SBPM试验不同长径比颗粒流细观模拟

自钻式旁压试验(Self-boring pressure-meter)具有对原位土体扰动小,测试深度大,能够得到不同深度处土体的应力-变形曲线,在测定地基土性参数和地基承载力上具有广阔的应用前景。然而受分析手段和研究水平限制,目前对SBPM试验不同长径比(length-to-diameter ratio)测定器加载过程中周围土体的细观变形响应研究较少,而土体参数的确定与其变形机制是密切相关的,基于此,应用PFC3D(Particle Flow Code in Three Dimensions)颗粒流程序对不同长径比L/D(6、10、15、20)下自钻式旁压试验进行了数值模拟,对测定器孔应变一定时,周围土体的位移场和应力场分布变化进行了分析研究。试验结果表明:根据长径比的大小,位移场和径向应力场分布可分为两种形式:当长径比L/D=6时,位移场和应力场分布呈"弧形壁灯笼状",测定器周围土体变形在其高度上不符合平面应变轴对称条件,且L/D=6时的土体应力小于后3值(L/D=10、15、20时);当L/D=10、15、20时,则呈"直壁灯笼状",此时在测定器高度上应力分布比前者均匀,其变形基本符合平面应变轴对称条件。径向应力在测定器附近两侧形成近似成对称分布的数个应力集中区。当测定器径向应变一定时,随着L/D的增大孔壁处土体径向应力逐渐呈负指数减小并趋于稳定。     

SBPT测定饱和黏土不排水强度的数值分析

自钻式旁压试验（SBPT）因其扰动小、测试深度大、可以获得应力-应变、超孔隙水压力-时间等数据,在确定地基土性参数和地基承载力上有广阔的应用前景。然而由于用以解释SBPT的柱孔扩张理论（Gibson解）所采用的平面应变假设与实际旁压腔几何特征存在差异,导致试验所确定的黏土不排水剪切强度su与其他原位试验或室内试验结果存在差别。针对旁压腔几何尺寸及应变区间的选择对确定su的影响,基于修正剑桥模型,采用低渗透系数控制加载过程中不排水条件,利用有限元法模拟SBPT,建议了不同应力历史下确定su的应变区间,并给出考虑几何尺寸影响时相应应变区间上su的修正系数。     

利用旁压试验参数确定地基土承载力和模量

本文通过对工程勘察工作中所做的一些旁压试验与载荷试验资料进行对比分析，总结出利用旁压试验参数来确定地基土承载力和模量的方法。     

旁压试验在炭质软岩强度和变形参数测试中的应用

本文介绍了岷江庙子坪特大桥工程地质勘察中的难点,阐明了采用旁压试验测试含炭质软岩各项强度和变形参数的可行性,以及取得的实际效果。     

福建某高速公路隧道强风化花岗岩的旁压试验

旁压试验广泛应用于岩土工程土体参数测试中。根据旁压试验原理与方法,将其运用于福建某高速公路遂道强风化花岗岩原位测试中。试验结果表明：强风化花岗岩强度参数与表层粘性土相当。对于相同性质的岩土层来说,土层的强度指标随深度的增加呈规律性增强。场区内强风化花岗岩具有较高的抵抗水平向变形能力,但其竖向承载能力相对较低。与部分钻孔原位标贯试验成果对比,两种原位测试结果具很好的相关性。     

福建某高速公路隧道强风化花岗岩的旁压试验

旁压试验广泛应用于岩土工程土体参数测试中。根据旁压试验原理与方法,将其运用于福建某高速公路遂道强风化花岗岩原位测试中。试验结果表明:强风化花岗岩强度参数与表层粘性土相当。对于相同性质的岩土层来说,土层的强度指标随深度的增加呈规律性增强。场区内强风化花岗岩具有较高的抵抗水平向变形能力,但其竖向承载能力相对较低。与部分钻孔原位标贯试验成果对比,两种原位测试结果具很好的相关性。     

滨海沉积软土中旁压试验成果分析

运用旁压仪在长江入海口进行原位试验,获得了旁压试验各参数的变化规律。旁压试验结果表明：初始压力P0与土层随深度而线性增加;而临塑压力Pf、极限压力Pl 和旁压模量Em等试验参数受到土层性质影响十分显著,各参数在土层中变化趋势基本相同,总体趋势为：淤泥质黏土<黏土<粉质黏土<黏质粉土<粉砂;但同一土层中,各试验参数随深度呈线性增大。旁压试验在确定侧向基床反力系数Kh时土体处于似弹性阶段,水平变形约5～8 mm,同时受到排水条件的影响,导致计算的Kh值与规范参考值存在一定差异,在使用中应根据实际情况作适当修正。     

GA型旁压仪在海相淤泥地质勘察中的应用

介绍了旁压仪的基本原理和构成,并且指出了海相淤泥的性质。详细介绍了法国梅纳公司生产的GA型旁压仪在海相淤泥中原位测试的应用情况。对测试的成果进行了分析,结果表明：旁压模量、变形模量和压缩模量均随着孔深而增加,并逐步趋于稳定。临塑压力、极限压力和承载力在三种模量趋于稳定的时候有进一步增大的趋势。实践证明：本次试验的结果可以较好地应用于工程设计中,并且为类似的工程提供了参考依据。