扁鏟側脹儀相關內容分析

摘 要：扁鏟側脹儀在實際土木工程中應用較為廣泛，本研究在以下方面展開介紹，包括扁鏟側脹試驗的基本原理等，用于指導實際土木工程。

關鍵詞：扁鏟側脹儀;基本原則;實際工程

1.扁鏟側脹儀的介紹：

扁鏟側脹儀（DMT）是由20世紀70年代意大利學者Marchetti發明的一種原位測試儀器。DMT最好在了解滲透、消散和隨后的膜膨脹過程中產生的過量孔隙壓力的情況下進行速率效應的評估，測出膜片的橫向位移，從而獲得土中的壓力值。扁鏟側脹儀的各個部件相互連接：壓力源通過氣壓管與控制箱連接，氣—電管路穿過探桿，將控制箱與扁鏟相連 [1]。DMT是確定土壤參數的最流行方法之一，除了可以確定從DMT測量獲得的基本結果參數之外，還可以對以前提出的DMTA和DMTC方法進行修改。在所提出的SASK方法中，土壤的導水率是通過測量隨時間變化的壓力α和α來確定的。有研究提出了測定導水率k的新方法的假設，所提出的方法允許確定粘土的水力傳導率的可靠值。

2.與扁鏟側脹試驗有關的術語介紹

土類指數ID：計算公式為ID=（P1-P0）/（P0-u0） 其中u0靜水壓力[2]。

ID可用于劃分土類，P0與P1的差值越小，ID越小，土的類型越接近軟土、粘土等;P0與P1的差值越大，ID越大，土的類型越接近砂土。水平應力指數KD：計算公式為KD=（P0-u0）/σ'v0其中σ'v0為土的有效自重壓力，KD為作用在扁鏟側脹儀膜片上的水平有效應力與豎向有效應力之比，它反應了土的水平應力和土的固結及密實度，KD的值越大，反應土的固結及密實度越好[3]。

扁鏟模量ED：計算公式為ED=34.7（P1-P0），扁鏟試驗時，由于膜片向土中擴張時的變形量非常小，因而可將膜片的變形視為彈性變形的過程，扁鏟模量就是發生彈性變形的圓形膜片表面的荷載△P（即P1和P0之間的壓力差）與位移s的關系，它反應了土的固結特性。

扁脹孔壓指數UD：計算公式為UD=（P2-u0）/（P0-u0），孔壓指數主要用于幫助土類指數一起劃分土類。

3.扁鏟側脹試驗與其他試驗關系

1）扁鏟側脹試驗與十字板剪切試驗（VST）的相關關系

十字板剪切試驗中的參數不排水抗剪強度Cu，即在不排水的條件因素下土能夠抵抗剪切破壞的極限能力，其與扁鏟側脹試驗中的參數水平應力指數KD存在著密切的聯系。意大利學者Marchetti提出計算公式：Cu=0.22σ'v0（0.5KD）1.25。注：上述經驗公式并不一定適用于國內，根據上海地區的扁鏟側脹試驗的大量數據發現，Marchetti公式與VST的實測數據存在差異，且隨著Cu的增大，差距也隨之增大。但是DMT與VST之間存在關系這一點是可以確定的，不同地區可以根據當地的試驗數據對公式進行修正，得到符合當地的兩個原位試驗之間的關系[4]。

2）扁鏟側脹試驗與標準貫入試驗（SPT）的相關關系

標準貫入試驗中的錘擊數N是土體強度等因素的綜合反應，兩者之間的關系式：N=2.408+4.07×10-4ED[5] 。

4.扁鏟側脹儀在實際工程中的應用

有研究根據扁鏟側脹試驗結果，對土的類型分類、重量密度、約束模量、地基承載力進行了估算，并與實驗室試驗和其他原位試驗的結果進行了對比，分析了造成結果差異的因素。結果表明，扁鏟側脹試驗能更好地反映土的連續性。

在過去的幾十年里，從實驗室測試到現場測試已經發生了大規模的遷移，以至于今天，現場測試通常是巖土工程勘察的主要部分。特別是直推原位測試，如圓錐貫入試驗和扁鏟側脹試驗（DMT），是常規現場調查的快速方便的原位測試。已有研究描述了DMT及其最近的更新，特別是用于測量剪切和壓縮波速度的地震膨脹儀測試（SDMT）和自動膨脹儀探針（美杜莎Test）。給出了SDMT試驗結果及其在推導土壤剛度參數中的應用實例，以及用SDMT剖面校準的錨拔出試驗的甲級預測結果。

同時，也有學者研究了在巖土工程測量中使用扁鏟側脹儀的可能性，參數可以從巖土工程探針應變數據開始間接測量。這項工作涉及使用真實的地球技術探針，并特別注意扁鏟側脹儀，以便評估使用扁鏟側脹儀的影響。描述了設計方法，以便檢測不僅能夠提高測量精度，而且能夠提高分辨率和可靠性的解決方案。特別是通過理論和實驗研究，研究了其位置、尺寸和安裝的影響。討論了初步試驗，這些試驗允許通過實驗驗證系統性能，并在專門設計和設置的試驗臺上進行了試驗。

參考文獻：

[1]Correlation between flat dilatometer （DMT） index with insitu bearing strength for subgrade material[J]. Japanese Geotechnical Society Special Publication，2016，2（46）.

[2]Bandyopadhyay Kaushik，Bhattacharjee Sunanda. Correlation between flat dilatometer （DMT） index with insitu bearing strength for subgrade material[J]. Japanese Geotechnical Society Special Publication，2016，2（46）.

[3]梁誼，于永堂，劉爭宏，王東紅，張亞.扁鏟側脹試驗在黃土工程特性評價中的應用探討[J].西北水電，2019（02）：75-79.

[4]雷磊，賈寧，徐曉青.扁鏟側脹試驗在計算軟黏土地基承載力的探討[J].勘察科學技術，2018（S1）：10-14.

[5]劉升傳.扁鏟側脹儀在基坑勘察中的應用[J].居業，2018（02）：15-16.

作者簡介：

金嘉怡（1998-），浙江金華人，土木工程專業，本科生。