[发明专利]静止侧向土压力系数K0原位测试装置及测试方法

说明书

本发明涉及一种静止侧向土压力系数Ksubgt;0/subgt;原位测试装置，包括孔隙水压力计、竖向土压力计、传感器线缆、侧向土压力计、锤击杆和传感器固定装置；传感器固定装置包括竖直粘贴板、水平粘贴板和锤击板，竖直粘贴板顶部设置锤击板，锤击板下方设置加强肋板，竖直粘贴板底部设置水平粘贴板；竖直粘贴板上端设置吊线孔，竖直粘贴板下部设置孔隙水压力计固定孔，水平粘贴板一端设置线缆保护孔；竖向粘贴板一侧设置侧向土压力计。本发明的有益效果是：与传统室内试验测试Ksubgt;0/subgt;系数相比，本装置采用现场原位测试，不受室内试验的试样缺陷的限制，且现场试验不受地层性状的限制，各种地层均能进行试验。

技术领域

本发明属于岩土工程测试领域，涉及一种地基土层静止侧向土压力系数K₀的原位测试装置及测试方法。

背景技术

依据《工程地质手册》，静止土压力系数K₀的物理意义是在不允许有侧向变形的情况下，土样受到轴向压力增量Δσ₁将会引起侧向压力的相应增量Δσ₃，比值Δσ₃/Δσ₁称为土的侧压力系数ξ或静止土压力系数K₀。

静止土压力系数K₀作为岩土工程设计的一个基本参数，被广泛地应用于基坑、挡土墙、堤坝、矿山、土体变形、隧道等实际工程设计之中，其能否准确确定对工程设计、工程造价、安全可靠性程度均有直接影响，近年来已越来越受到土木工程和岩土工程界的高度重视。现阶段，土的静止侧压力系数K₀的测试方法分为室内试验及原位测试两种：

1、室内试验

室内试验方法主要有经验公式法、压缩仪法及三轴压缩仪法。侧压力仪法是试样在施加垂直压力后不允许发生侧向变形，即垂直向应变和体积应变相等，在此条件下试样侧面所承受的压力与竖向应力之比即静止侧压力系数，此方法的侧壁为橡皮膜水囊。三轴压缩仪法是在橡皮膜包裹的试样侧面安装侧向变形指示器，用来反映在施加轴向压力时是否会发生侧向变形，若有侧向变形的趋势，立即增大侧向压力或减小轴向压力，保持试样在轴向加压过程中不发生侧向变形。

(1)经验公式法

由有效内摩擦角计算K₀值采用Jaky给出的公式：

式中：为土的有效内摩擦角。

铁三院分别给出了由塑性指数I_P计算K₀值的经验公式如下：

K₀＝0.0171I_P+0.1745

(2)压缩仪法

在有侧限压缩仪中装有测量侧向压力的传感器。

申请号为【201210473962.X】的《一种土体静止侧压力系数测定仪》发明专利提出了一种静止侧压力系数测定仪，提供了一种使用方便、测定结果准确的静止侧压力系数测定仪。申请号为【201610560098.5】的《一种改进的土体静止侧压力系数测定仪》提供了一种改进的土体静止侧压力系数测定仪，在现有的测定仪基础上增加四个压重传感器、称重接线盒和称重显示控制器。

(3)三轴压缩仪法

在施加轴向压力时，同时增加侧向压力，使试样不产生侧向变形。压缩仪法及三轴压缩仪法都可得出轴向压力与侧向压力的关系曲线，其平均斜率即为土的侧压力系数。

申请号为【201210286046.5】的《一种静止土压力系数测定方法及装置》发明专利提出了一种静止土压力系数测定方法及装置，提供了一种操作简单，能够方便获取静止土压力系数的方法。