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土體的壓縮性
 

天然土體一般是由土顆粒、水和氣體組成的三相體。土是一種多孔介質(zhì)材料，土顆粒相互接觸或膠結(jié)形成土骨架，而水和氣則允填于土骨架內(nèi)(或顆粒間)的孔隙中。在壓力作用下，土骨架發(fā)生變形，土中孔隙減少，導(dǎo)致土體體積縮小，這一特性稱(chēng)為土的壓縮性。飽和土壓縮時(shí)，隨著孔隙體積的減小，土中孔隙水則被擠出。

與金屬等其他連續(xù)介質(zhì)材料不同，土在受到壓力作用后的壓縮并非瞬間能完成的，而是隨時(shí)間逐步發(fā)展并趨于穩(wěn)定的。土體的壓縮隨時(shí)間發(fā)展的這一過(guò)程稱(chēng)為固結(jié)。土的壓縮和固結(jié)是密不可分的，壓縮是固結(jié)的外在表現(xiàn)，而固結(jié)是壓縮的內(nèi)在本質(zhì)。如果說(shuō)外荷載是引起地基變形的外因，那么土的壓縮性和固結(jié)特性就是地基變形的根本內(nèi)因，因此研究土的壓縮性和固結(jié)規(guī)律是合理計(jì)算地基變形的前提。

由于土的壓縮和固結(jié)而引起的地基豎向變形稱(chēng)為地基沉降，在土木工程建設(shè)中，由地基沉降量或不均勻沉降量過(guò)大而影響建筑物或結(jié)構(gòu)物正常使用甚至造成工程事故的例子屢見(jiàn)不鮮。地基沉降問(wèn)題是土力學(xué)的基本課題之一，地基沉降計(jì)算也是工程設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。對(duì)建筑工程、高等級(jí)公路、機(jī)場(chǎng)等工程尤為重要。

為了研究土的壓縮特性，可以通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和原位測(cè)試兩種方法來(lái)獲得土的壓縮性指標(biāo)。

旁壓試驗(yàn)就是一種非常常見(jiàn)的在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得土體壓縮性指標(biāo)的試驗(yàn)方法。

旁壓試驗(yàn)（PMT –pressuremeter test)是采用旁壓儀在場(chǎng)地的鉆孔中直接測(cè)定土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的試驗(yàn)。1933年德國(guó)人KÖgler曾用一根可以膨脹的橡皮管在鉆孔中加壓，來(lái)測(cè)定不同深度處土的壓縮性。后來(lái)法國(guó)人Menard改進(jìn)了此種儀器，稱(chēng)為梅納旁壓儀。

梅納旁壓儀主要由三部分組成：探頭、控制主機(jī)、氮?dú)馄俊Ｗ畲笫┘拥膲毫梢赃_(dá)到10MPa。梅納旁壓儀的探頭為三腔式探頭，中央測(cè)量腔為水腔，兩端保護(hù)腔為氣腔，保證測(cè)量腔為規(guī)則的圓柱體進(jìn)行膨脹。

旁壓試驗(yàn)可理想化為圓柱孔穴擴(kuò)張課題，為軸對(duì)稱(chēng)平面應(yīng)變問(wèn)題。典型的旁壓曲線(xiàn)(壓力P-體積變化量V曲線(xiàn)或壓力P-測(cè)管水位下降值S)可分為三段。