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PMT 测试方法,了解压力计及其在岩土工程项目中的关键作用
发布时间:2022-03-23 浏览次数:1899 来源:欧美HJC黄金城

间接方法

使用间接方法常获得的参数是土壤模量、侧向应力和不排水剪切强度,在某些情况下还包括孔隙水压力、有效内聚力和摩擦角。

孔隙水压力计,沉降计


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从 PMT 估计的土壤模量是一个特别有价值的参数。它可用于弹性或有限元分析,以估计沉降和横向变形。这种方法的主要挑战是确定使用哪个模量作为输入,考虑到土壤模量受几个因素(应变水平和速率、应力水平和历史、含水量……)的影响。通常使用重载模量来减轻土壤扰动的影响。压力计(和柔性膨胀计)有用的一个领域是设计位于岩石上的大型结构,其中压力计模量可用于通过有限元分析估计岩体变形。


如果探头的钻孔和插入正确完成,压力计测试是估算现场侧向应力的工具之一。已经提出了不同的方法来直接从 PMT 曲线推导出这个参数,或者从经验相关性中估计它。还开发了不同的方法来从 PMT 测试数据中获得不排水剪切强度。其中之一包括逆向建模分析,将分析模型与 PMT 数据进行比较,以确定强度参数。


通常这些间接方法将在需要更多资源的大型/高风险项目中用作补充工具。在土壤参数难以通过常规方法获得的情况下,例如在风化或破裂的岩石或弱胶结材料中,PMT 测试将更加合理。


某些参数和建议的获取方法有时直接与特定类型的压力计(例如电子探头和 SBP)相关联。变形模量、极限压力、不排水剪切强度以及较小范围内的横向应力可以从所有类型的压力计中获得——但通常使用不同的方法。


虽然间接方法可能非常有用,但它们也存在一些需要考虑的弱点。首先,如上所述,这些方法通常是根据不同类型的压力计和测试方法的结果发展而来的,它们没有标准化。设备类型和方法的任何变化都可能影响最终结果。此外,其中一些方法可能非常复杂。他们使用不同的土壤本构模型,具体取决于土壤类型和估计参数(具有或不具有体积变化的线性弹性完美塑性材料、抛物线或双曲线 PMT 测试曲线……),有时基于难以验证的假设。土壤行为是复杂的、多变的,并且难以以完全具有代表性的方式建模。此外,测试操作(加载顺序)、土壤扰动(也存在于 SBP)和异质性的影响可能超过使用更复杂与更简单模型的理论优势。努力弥补这些影响,但尚不清楚这些努力的成功程度。最后,在更基本的层面上,这些方法通常基于不常用的仪器(电子 SBP)的结果,因为它们的通用性较差(就可测试的土壤而言)、更难处理且在商业上不易获得.


直接方法

直接(或半经验)方法通常更有信心地用于土木工程的设计。可以考虑将它们用于多种应用。沉降和极限承载力通常可以使用 Menard 最初开发的关系可靠地预测,并涉及压力计模量和极限压力。由于最近的发展更好地解释了皮肤摩擦,这些最初为浅基础开发的直接方法正在扩展到深层基础。但是,剪切变形对表皮摩擦、固结和其他元素的影响越大,基于 PMT 的沉降预测就越具有代表性。还,有趣的是,与从涉及内聚力和摩擦角的传统方法中扣除的承载能力相比,从 PMT 估计的承载能力更具代表性。PMT 的使用允许在某些地方(例如芝加哥、多伦多)显着增加允许的承载能力。


用于设计横向负载结构的 PMT 衍生方法被证明具有代表性,考虑到这些结构的行为与 PMT 探针的负载模式之间的密切相似性,这并不奇怪。PMT 还可用于路面设计和土壤改良控制。


直接方法的有效性有几个原因。首先,这些方法不太复杂,理论性较差,并且更基于“现实生活”的地基岩土行为。几十年来,它们已通过大量案例研究进行了调整和验证。它们是标准化“完整系统”的一部分,该系统指定使用哪种类型的压力计、如何运行测试以及如何使用结果。此外,它们基于通用测试设备的结果(PBP 可用于几乎所有类型的土壤和岩石)、更易于使用且在商业上更容易获得。


但与往常一样,这些方法也有缺点。首先,它们的简单性和它们的“自主”方面,一方面是一个优势——用户可以通过基于 PMT 参数的简单计算快速预测沉降和承载能力——使它们以某种方式分区。因此,他们不使用基本的土壤参数和相关的设计方法,并且相对未知。此外,它们需要对土壤和地基类型以及理论模型的不准确性进行经验调整。这会让一些人感到沮丧,尤其是在测试不太常见的土壤类型时,这些土壤类型可能更难以与半经验方法中定义的类别相关联。最后,钻孔和探针插入固有的重塑水平,



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