扁铲侧胀仪试验及其应用.doc

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1、扁铲侧胀仪试验及其应用扁铲侧胀试验（简称DMT）是意大利学者Marchettis.于七十年代发明的一种原位测试技术，可作为一种特殊的旁压试验，是用静力（有时也用锤击动力）把一扁铲探头贯入到土中某一预订深度，利用气压使扁铲侧面的圆形钢膜向外扩张进行试验，量测不同侧胀位移时的侧向压力，可用于土层划分与定名、不排水剪切强度、判定土的液化、静止土压力系数、压缩模量、固结系数等的原位测定。其优点是试验操作简捷，重复性好，可靠性高且较经济。目前已在国外被广泛用于浅基工程，桩基工程，边坡工程等。扁铲侧胀试验最适宜在软弱、松散土

2、中进行。一般适用于软土、一般粘性土、粉土、黄土和松散～中密的砂土。不适用于含碎石的土、风化岩等。因此，扁铲侧胀试验对土体而言具有较强的实用性。1.测试仪器扁铲侧胀仪是由1只扁铲形插板(图1)、1个控制箱(图2)、气电管路、压力源、贯入设备、探杆等组成。扁铲形探头长230～240mm、宽94～96mm、厚14～16mm；探头前刃角12～16°，探头侧面钢膜片的直径60mm，膜片厚约0.2mm，通过穿在杆内的一根柔性气-电管路和地面上的控制箱相连接。探头采用静力触探设备或液压钻机压入土中。图1.扁铲形插板图2.侧胀仪

3、控制箱面板图2.资料整理读数A，B，C经过仪器的率定数值修正，可转为p0，p1，p2。其中p0为初始侧压力；p1为1.1mm位移时膨胀侧压力；p2为终止压力(回复初始状态侧压力)。由p0，p1，p2可获得如下4个DMT指数：土类指数　　　ID=(p1-p0)/(p0-u0)水平应力指数　KD=(p0-u0)/侧胀模量　　　ED=34.7(p1-p0)孔隙压力指数　UD=(p2-u0)/(p0-u0)式中　u0为静水压力；为有效上复土压力。3.成果应用由试验得到的4个DMT参数，可用来判别土的特性，并且可以用这些参

4、数来建立起经验公式，而这些经验公式在我们进行岩土工程设计时发挥着重要的作用。下面就介绍一下扁铲侧胀试验在岩土工程中的应用。3.1土类的划分土类的划分在岩土工程中发挥着重要的作用，在扁铲侧胀试验中，可以利用ID参数来对土类进行划分，因为ID可以反映出土体的软硬状态及强度大小。不同土类的物理力学性质是不同的，在一般情况下，粘性土的强度小于粉土的强度，而粉土的强度又小于砂土的强度。早在1980年，Marchetti就提出依据扁胀指数ID来划分土类，如表1.表1据扁胀指数ID划分土类ID0.10.350.60.91.21

5、.83.3泥炭及灵敏土粘土粉质粘土粘质粉土粉土砂质粉土粉质砂土砂土在1981年，Marchetti和Crapps将表1绘制成图3，用来划分土层。图3土类的划分用土性参数ID来划分土类，必须考虑地区和沉积环境等影响，因此各地要用ID来划分土层，必须建立各自的经验公式。由于上海软土地层比较发育，给扁铲侧胀试验提供了前提条件，上海一些学者通过扁铲侧胀试验，提过了上海地区主要土层的ID范围。具体介绍如下。朱火根，施亚霖利用收集上海地区157个扁铲试验孔近17600份数据的实测资料，对不同土类的ID值范围进行统计，分析和归

6、纳出粘土、粉土和粉砂的ID值范围，为利用ID值划分土类提供了依据。这些统计结果表明，不同土性软土的ID值具有各自的取值范围及一定的兼容性，通过粘性土、粉性土、砂性土三个大类统计获得的土性(材料)指数ID值正态分布曲线（图4）发现：粉性土和砂性土的正态分布曲线较为扁平，即粉性土和砂性土的ID较为离散，同时粉性土和相邻的粘性土和砂性土的兼容性非常大。说明了土性(材料)指数ID指标参数可以作为划分土性的指标之一，但详细准确地划分土性尚应结合土试和静探等其他勘察手段综合确定。图4土的大类统计表综合图文献还提出了造成离散性

7、的原因是：（1）上海浅部地层均属第四系滨海相沉积，夹层、互层的水平、交错层理相对比较发育，土体为非均质体；(2)上海地区浅部粉土和粉砂，由于成因和时代不同，其密实度存在较大差异；(3)静止孔隙水压力的影响。文献提出了上海各土性ID值得分布规律，如表2表2上海地区全新世各软土层土性(材料)指数ID规律土性ID80%概率范围值平均值迭交范围粘土0.15～0.420.280.09～0.42粉质粘土0.09～0.710.400.09～0.71粘质粉土0.08～2.310.09～2.31砂质粉土0.09～3.222.062

8、.31～3.22粉砂2.31～4.013.16唐世栋也提出了ID划分上海地区土类的范围，正常固结粘土的ID值范围为[0.1，0.6]，保证率88%；粉砂的ID值范围为[2.6，3.6]，保证率84%。若以粘土和粉砂之间的区间[0.6，2.6]来界定粉土的ID值范围时，保证率为61%。但统计发现，若根据钻孔和静探资料划分的粉土层，其ID值在[0.0，4.0]都有。由上可以发