滨海软土扁铲试验结果及分析

（1）试验概况

本次试验采用DMT-T1型扁铲侧胀仪，共布置2个扁铲试验测试点（编号BC1、BC2），现场试验操作见图4-19。

图4-19　扁铲侧胀试验操作图

（2）试验步骤

扁铲侧胀试验探头利用静力触探设备压入土中。试验前对仪器进行了标定，标定时测得侧胀仪在空气中自由膨胀时膜片中心外移0.05 mm和1.10 mm所需的压力A0和B0。标定前，在空气中反复加压荷、卸荷，消除膜片本身及装配时遗留的残余应力，试验点竖向间距取0.2 m。

试验时先将扁铲以20±5 mm/s的速率贯入地层中某一预定深度，然后立即（不超过15 s）加气（氮气）开始试验，由于蜂鸣器和检流计膜片在气压作用下压向土体，当膜片刚开始向外扩张时（膜片中心向外侧扩张位移0.05 mm），发出一电信号（蜂鸣器发声或指示灯发光），测读该时气压A；当膜片中心外移1.10 mm时发出第二次电信号，测读此时气压B；控制降低气压，当膜片内缩到开始扩张的位置，测读该时气压C。三个压力读数A、B、C在贯入停止后2 min内完成。A和B的值必须满足A+B＞△A+△B。

扁铲侧胀消散试验，在正常读取压力A、B、C后，于释放贯入力后，经1、2、4、8、15、30…min时读取压力C随时间t的变化，直至压力C的消散超过50%为止。

（3）试验结果及分析

①试验资料整理

根据扁铲侧胀试验结果，得出膜片在三个特殊位置上的压力值，即A、B、C。在数据整理前，首先检查“B-A≥△A+△B”是否成立。若不能成立，则检查仪器并对膜片重新进行率定或更换后重新试验。

由A、B、C值经膜片修正系数的修正后可分别得出P0、P1、P2值：

式中：Zm——未加压时仪表的压力初读数。在DMT-T1型扁铲侧胀仪中，因数显示仪表本身有调零装置，故不考虑Zm值的影响，即Zm=0；

　　　P0——土体水平位移0.05 mm（即A点）时，土体所受的侧压力；

　　　P1——土体水平位移1.10 mm（即B点）时，土体所受的侧压力；

　　　P2——恢复初始状态（即C点）时，土体所受的侧压力；

　　　△A——率定时钢膜片膨胀至0.05 mm时的实测压力值，△A=5～25 kPa；(www.xing528.com)

　　　△B——率定时钢膜片膨胀至1.10 mm时的实测压力值，△B=10～110 kPa。

根据上述参数，可分别绘制P0、P1、△P（即P1-P0）与深度H的变化曲线，由于扁铲侧胀试验点的间距为0.2 m，因此各试验孔绘制的P0-H曲线、P1-H曲线和△P-H曲线就是较为完整的连续曲线，△P-H曲线与静探曲线非常一致。

扁铲侧胀试验测求地基土水平基床系数KH可由公式

式中：△P、△s分别为DMT的压力增量和相对应的位移增量。

考虑到△s为平面变形量时，其值为2/3中心位移量。把扁铲试验的应力和应变用双曲线拟合时，地基土水平基床系数KH为：

②试验数据分析

依据现场试验结果，BC1、BC2号试验点水平基床系数随深度变化曲线见图4-20、4-21。

图4-20　BC1水平基床系数-深度变化曲线

图4-21　BC2水平基床系数-深度变化曲线

图4-20、4-21显示，沿深度方向水平基床系数在1.2 m及31.4 m附近位置表现出显著变化，这主要与土体的状态相关，根据试验场地地层剖面图揭露，试验地段上部0～1.2 m为可塑状的①2层黏土，1.2～31.4 m为流塑状的淤泥质粉质黏土，31.4～35 m为可塑状黏土，土体越坚硬，水平基床系数越大。

对于同一种状态的土体，由试验数据可以看出，沿深度方向水平基床系数上部①2层可塑状黏土表现出沿深度的增加而较小的变化趋势；②层淤泥质粉质黏土下部土体水平基床系数随深度的增加而增加，但上部土体的水平基床系数随深度的增加变化不明显；而对⑤层可塑状黏土，虽表现出随深度增加而增大的趋势，但其为螺旋式增长，即为不同步增长。分析其原因，对于①2层可塑状黏土，由于试验场地稳定地下水位0.7 m左右，其上土体含水量低，下部地下水位以下部分含水量高，同时由于毛细水的影响，使地下水位附近的土体含水量位于二者之间，进而表现出水平基床系数随深度增加而同步稳定下降的变化趋势；②层淤泥质粉质黏土从钻探岩芯来看，上部土体性质均较好，变化较小，由此其水平基床系数沿深度方向变化幅度不大，其下部土体物理状态明显好于上部，部分呈软塑状，由此下部土体水平基床系数表现出随深度增大的变化趋势。⑤层黏土结合钻孔岩芯及土试数据表明，其下部状态好于上部，但由于⑤层土体均匀性较差，局部夹有砾、砂颗粒，进而导致水平基床离散性较大。综合分析，水平基床系数的大小与土体状态相关，而与深度的变化没有明显的线性关系。各土层水平基床系数见表4-16。

表4-16　水平基床系数表