螺旋板载荷试验装置及沉降观测方法

5.1.2　螺旋板载荷试验

螺旋板载荷试验（SPLT）（screw　plate　loading　test）是在平板载荷试验的基础上，为了满足深层地基土对测试成果的要求而开发出来的。它是将一个螺旋形的承压板旋入地面下预测定深度后，通过传力杆对螺旋形承压板施加荷载，同时观测承压板下地基土体的位移，从而得到地基土的应力-应变-时间的关系曲线，来确定地基土的变形模量、固结系数等性质指标。此试验适用于软土、一般黏性土、粉土及砂土。

图5-6　YDL型螺旋板载荷试验装置

1-反力装置；2-油压千斤顶；3-百分表及磁性支座；4-百分表横梁；5-传力杆接头；6-传力杆；7-测力传感器；8-螺旋承压板

螺旋板载荷试验的主要仪器设备包括螺旋承压板、加荷装置、反力装置、观测装置。图5-6为目前使用的一种螺旋板载荷试验测试装置示意图，其在施加荷载，进行沉降观测时与平板载荷试验不同。当采用应力控制式加荷方式时，沉降观测的时间顺序宜采用0.10min、0.25min、1.00min、2.25min、4.00min等按√t读取，直至沉降基本稳定，再加下一级荷载，该时间顺序用于绘制√t-S曲线；当采用应变控制式加荷方式时，沉降观测每隔30s等间距读取1次，试验至土体破坏。主要试验成果整理及应用如下:

（1）绘制P-S曲线（图5-7）。

（2）绘制S-√t曲线（图5-8）。

（3）确定特征值。

①原位有效自重压力P₀。取P-S曲线的直线段与P轴的交点作为P0值。

图5-7　P-S曲线　　　　　　　　　　　　　　　图5-8　S-√t曲线

②临塑压力Pf。相当于P-S曲线直线段终点的压力。(www.xing528.com)

③极限压力Pu。相当于P-S曲线末尾直线段起点的压力。

④固结度达90%所需时间t₉₀，以S-√t曲线初始直线段与沉降坐标（纵坐标）的交点作为理论零点，其延长段交于沉降稳定值的渐进线（横坐标）上，如图5-8的x段，再作与初始直线斜率1.13倍的直线，该直线与S-√t曲线的交点所对应的时间为t₉₀。

（4）计算变形模量:

式中:E_sc——螺旋板试验土的变形模量，kPa；

P——施加的压力值，取直线段内任一压力值，kPa；

P_a——标准压力，取100kPa；

a——应力指数，超固结饱和土取1；砂与粉土取1/2；正常固结饱和黏土取a＝0；

m——变形模量系数，正常饱和黏土一般为5～50。

（5）估算径向固结系数:

式中:C_h——径向固结系数，cm²/s；

R——螺旋承压板半径，cm；

t₉₀——固结度达90%时所需的时间，s；

T₉₀——相当于90%固结度的时间因数，T₉₀＝0.335。