間接方法
使用間接方法常獲得的參數(shù)是土壤模量、側(cè)向應(yīng)力和不排水剪切強度,在某些情況下還包括孔隙水壓力、有效內(nèi)聚力和摩擦角。
從 PMT 估計的土壤模量是一個特別有價值的參數(shù)。它可用于彈性或有限元分析,以估計沉降和橫向變形。這種方法的主要挑戰(zhàn)是確定使用哪個模量作為輸入,考慮到土壤模量受幾個因素(應(yīng)變水平和速率、應(yīng)力水平和歷史、含水量……)的影響。通常使用重載模量來減輕土壤擾動的影響。壓力計(和柔性膨脹計)有用的一個領(lǐng)域是設(shè)計位于巖石上的大型結(jié)構(gòu),其中壓力計模量可用于通過有限元分析估計巖體變形。
如果探頭的鉆孔和插入正確完成,壓力計測試是估算現(xiàn)場側(cè)向應(yīng)力的工具之一。已經(jīng)提出了不同的方法來直接從 PMT 曲線推導(dǎo)出這個參數(shù),或者從經(jīng)驗相關(guān)性中估計它。還開發(fā)了不同的方法來從 PMT 測試數(shù)據(jù)中獲得不排水剪切強度。其中之一包括逆向建模分析,將分析模型與 PMT 數(shù)據(jù)進行比較,以確定強度參數(shù)。
通常這些間接方法將在需要更多資源的大型/高風(fēng)險項目中用作補充工具。在土壤參數(shù)難以通過常規(guī)方法獲得的情況下,例如在風(fēng)化或破裂的巖石或弱膠結(jié)材料中,PMT 測試將更加合理。
某些參數(shù)和建議的獲取方法有時直接與特定類型的壓力計(例如電子探頭和 SBP)相關(guān)聯(lián)。變形模量、極限壓力、不排水剪切強度以及較小范圍內(nèi)的橫向應(yīng)力可以從所有類型的壓力計中獲得——但通常使用不同的方法。
雖然間接方法可能非常有用,但它們也存在一些需要考慮的弱點。首先,如上所述,這些方法通常是根據(jù)不同類型的壓力計和測試方法的結(jié)果發(fā)展而來的,它們沒有標(biāo)準(zhǔn)化。設(shè)備類型和方法的任何變化都可能影響最終結(jié)果。此外,其中一些方法可能非常復(fù)雜。他們使用不同的土壤本構(gòu)模型,具體取決于土壤類型和估計參數(shù)(具有或不具有體積變化的線性彈性完美塑性材料、拋物線或雙曲線 PMT 測試曲線……),有時基于難以驗證的假設(shè)。土壤行為是復(fù)雜的、多變的,并且難以以完全具有代表性的方式建模。此外,測試操作(加載順序)、土壤擾動(也存在于 SBP)和異質(zhì)性的影響可能超過使用更復(fù)雜與更簡單模型的理論優(yōu)勢。努力彌補這些影響,但尚不清楚這些努力的成功程度。最后,在更基本的層面上,這些方法通常基于不常用的儀器(電子 SBP)的結(jié)果,因為它們的通用性較差(就可測試的土壤而言)、更難處理且在商業(yè)上不易獲得.
直接方法
直接(或半經(jīng)驗)方法通常更有信心地用于土木工程的設(shè)計??梢钥紤]將它們用于多種應(yīng)用。沉降和極限承載力通??梢允褂?Menard 最初開發(fā)的關(guān)系可靠地預(yù)測,并涉及壓力計模量和極限壓力。由于最近的發(fā)展更好地解釋了皮膚摩擦,這些最初為淺基礎(chǔ)開發(fā)的直接方法正在擴展到深層基礎(chǔ)。但是,剪切變形對表皮摩擦、固結(jié)和其他元素的影響越大,基于 PMT 的沉降預(yù)測就越具有代表性。還,有趣的是,與從涉及內(nèi)聚力和摩擦角的傳統(tǒng)方法中扣除的承載能力相比,從 PMT 估計的承載能力更具代表性。PMT 的使用允許在某些地方(例如芝加哥、多倫多)顯著增加允許的承載能力。
用于設(shè)計橫向負(fù)載結(jié)構(gòu)的 PMT 衍生方法被證明具有代表性,考慮到這些結(jié)構(gòu)的行為與 PMT 探針的負(fù)載模式之間的密切相似性,這并不奇怪。PMT 還可用于路面設(shè)計和土壤改良控制。
直接方法的有效性有幾個原因。首先,這些方法不太復(fù)雜,理論性較差,并且更基于“現(xiàn)實生活”的地基巖土行為。幾十年來,它們已通過大量案例研究進行了調(diào)整和驗證。它們是標(biāo)準(zhǔn)化“完整系統(tǒng)”的一部分,該系統(tǒng)指定使用哪種類型的壓力計、如何運行測試以及如何使用結(jié)果。此外,它們基于通用測試設(shè)備的結(jié)果(PBP 可用于幾乎所有類型的土壤和巖石)、更易于使用且在商業(yè)上更容易獲得。
但與往常一樣,這些方法也有缺點。首先,它們的簡單性和它們的“自主”方面,一方面是一個優(yōu)勢——用戶可以通過基于 PMT 參數(shù)的簡單計算快速預(yù)測沉降和承載能力——使它們以某種方式分區(qū)。因此,他們不使用基本的土壤參數(shù)和相關(guān)的設(shè)計方法,并且相對未知。此外,它們需要對土壤和地基類型以及理論模型的不準(zhǔn)確性進行經(jīng)驗調(diào)整。這會讓一些人感到沮喪,尤其是在測試不太常見的土壤類型時,這些土壤類型可能更難以與半經(jīng)驗方法中定義的類別相關(guān)聯(lián)。最后,鉆孔和探針插入固有的重塑水平,