TD50123-PY系列预钻式旁压仪使用说明书

一、产品介绍、适用标准及应用范围

1.产品介绍

TD50123-PY系列预钻式旁压仪是鬼谷子论坛资料库手机版基于多年现场实践经验，融合国外先进预钻式旁压仪技术优势，结合近年技术升级与新材料应用，持续优化改进的新一代预钻式旁压仪。通过结构设计、材料选择及工艺提升，显著增强了仪器性能与可靠性，拓宽了适用土层范围，进一步缩小了与国外同类产品的差距。

2.产品特点

稳定加压系统：采用精密调压阀直接加压，确保加压过程平稳、直观，保障试验数据的稳定性与准确性。

高效水路循环：独特的水路循环系统设计，大幅加快旁压器注水、回水速度，缩短试验周期，提升工作效率，同时精准控制水的体积变化。

科学三腔结构：旁压器采用三腔式设计（1个测量中腔+2个保护腔），保护腔可延长孔壁试验土层作用长度，对测量腔膨胀起支撑作用，减少端部效应，使测量腔对孔壁施加均匀径向压力，将复杂空间应变简化为近似平面应变状态，提升测试结果的代表性。

耐用防护外膜：旁压器外膜采用螺旋布缠绕加强防护，适用土层广泛（从软土到强风化岩），降低弹性膜损耗，减少现场更换频率。

高强导管系统：导管采用定制3色多束管（内管为PA-11号纤维材质，耐压高、体积变化小、抗温度影响；外皮为聚氨酯材质，耐磨、抗震），连接采用卡套密封圈式设计，安装便捷且密封性优异。

适配标准钻头：全新设计的Φ74mm三腔式旁压器，优化密封方式，可直接使用工程钻机标配Φ75mm钻头成孔，贴合现场施工需求。

3.适用标准

本产品严格遵循GB/T 50123-2019《土工试验方法标准》中旁压试验相关要求，适用于预钻式旁压试验操作。

4.应用范围

型号与适用土层：

PY-3型：适用于粘性土、粉性土等地层；

PY-4型：适用于粘性土、粉性土、砂土等地层；

PY-5型：适用于粘性土、粉性土、砂土、强风化岩、软岩等地层。

典型场景：建筑地基检测、道路/桥梁工程勘察、基坑与边坡稳定性分析、岩土工程参数（如土的承载力、不排水抗剪强度、侧压力系数、旁压模量等）测定。

二、技术参数

三、仪器组成与结构

旁压仪主要由以下部分组成（结构框图见图2.1）：

旁压器：圆柱形骨架外套装密封弹性膜，分为上腔（辅助腔）、中腔（测量腔）、下腔（辅助腔）。上、下腔通过金属管连通并与中腔隔离，中腔为测试核心腔室。

加压稳压装置：压力源为高压氮气或人工打气，配备加压稳定调节阀及压力表（量程与精度符合GB/T 50123-2019要求）。

变形测量装置：由体变管（或液位仪）及辅管组成（量程与精度符合标准），可选配横向变形传感器直接测量径向变形（需满足GB/T 15406技术条件）。

导管系统：定制3色多束管（内管PA-11纤维+外皮聚氨酯），连接旁压器中腔与体变管、上/下腔与辅管，采用卡套密封圈式连接。

辅助部件：水箱（注水用）、安全阀、调压阀、量管、调零阀、测压阀、压力表（600kPa/1600kPa/2500kPa等）、氮气源阀、减压阀等（具体连接见图2.1）。

四、操作步骤

1.试验前准备

（1）场地与钻孔

平整试验场地，根据土的分类（如粘性土、砂土等）选择适配钻头开孔，要求孔壁垂直、呈完整圆形，最大限度减少孔壁土体扰动。

遇松散砂层或软土地层时，必须采用泥浆护壁钻进；钻孔孔径应比旁压器外径大2mm～10mm（例如Ø74mm旁压器，钻孔直径宜为Ø76mm～Ø84mm）。

（2）试验点布置

旁压器上、中、下三腔必须位于同一土层中，试验点垂直间距≥1m；试验孔与已有钻孔的水平距离≥1m；严禁在取过土样或做过标准贯入试验（标贯）的部位进行旁压试验。

（3）仪器检查与注水

水箱内注满蒸馏水或无杂质冷开水，打开水箱安全盖。

连接旁压器注水管、导压管与主机快速接头（确保对号插入）。

将旁压器竖直放置于地面，打开水箱至量管、辅管的阀门，向旁压器各腔室注水（水通过注水管注入并返回量管、辅管）。注水过程中需持续拍打尼龙管、摇晃旁压器，排出滞留气泡；必要时可轻微加压水箱加速排气。当量管和辅管水位升至刻度零或略高于零时，关闭注水阀和中腔注水阀。

（4）调零操作

垂直提起旁压器，使中腔中点与量管零位平齐，打开调零阀；密切观察水位变化，当水位降至零时，立即关闭调零阀、量管阀和辅管阀，随后放下旁压器。

2.试验过程

（1）旁压器入孔

将旁压器放入钻孔至预定试验深度（以中腔中点为准），打开量管阀和辅管阀，开始施加压力。

（2）压力施加

高压氮气加压：连接氮气加压装置导管，打开气源阀，逆时针拧松减压阀至最松状态；顺时针调节减压阀，将高压气体压力降至比所需最高试验压力高100kPa～200kPa；随后缓慢顺时针调节高压阀，逐步调至目标试验压力（参考表3.11加压等级）。

手动加压：连接打气筒，关闭氮气加压阀，打开手动加压阀；用打气筒向贮气罐加压至比最高试验压力高100kPa～200kPa；顺时针缓慢旋转调节阀至目标压力。

（3）加压等级与稳定时间

加压等级一般为预计极限压力的1/7～1/5，初始加荷等级可取较小值（参考表3.11）。必要时可进行卸荷再加荷试验，测定再加荷旁压模量。

相对稳定时间标准：

1min稳定：加荷后15s、30s、60s测读变形量；

3min稳定：加荷后60s、120s、180s测读变形量。

（4）终止条件

当测量腔扩张体积达到量测腔固有体积，或试验压力达到仪器容许最大压力（见技术参数表）时，立即终止试验。

3.试验后处理

（1）弹性膜恢复

试验深度＜2m：逆时针拧松调压阀至最松（与大气相通），利用弹性膜约束力使水回流至量管和辅管；水位接近零时，关闭量管阀和辅管阀。

试验深度≥2m：打开水箱安全盖，开启注水阀和中腔注水阀，利用试验压力将水压回水箱。

排净旁压器内水：打开排水阀和中腔注水阀，利用压力排净水；或使用真空泵辅助吸水。

（2）设备收纳

终止试验并消压后，等待2min～3min，待压力完全释放后取出旁压器；仔细检查、擦洗旁压器及各部件，装箱备用。

（3）下一测点

重复步骤1～3，进行下一个试验点的测试。

五、计算、制图与记录

1.数据校正

校正压力（Px）：

Px=pm+Pw−pi

式中：Px为校正后单位压力（kPa）；pm为压力表读数（kPa）；Pw为静水压力（kPa）；pi为弹性膜约束力（kPa，通过弹性膜约束力校正曲线查得）。

校正变形量（V）：

V=Hx×A；Hx=Hm−a(pm+Pw)

式中：V为校正后体变量（cm³）；Hx为校正后量管水位下降值（cm）；A为量水管截面积（cm²）；Hm为量水管水位下降值（cm）；a为仪器综合变形校正系数（cm/kPa）。

2.曲线绘制与特征值确定

以校正后体变V为纵坐标，校正后压力p为横坐标，绘制p-V曲线（比例：纵坐标1cm代表100cm³，横坐标1cm代表100kPa；图幅建议10cm×10cm）。

确定三个关键压力特征值：

原位水平土压力（p0）：将p-V曲线直线段延长与纵坐标相交，交点对应体积为V₀；过V₀作平行于p轴的直线，与曲线交点对应的压力即为p0。

临塑压力（pf）：p-V曲线直线段的终点（即直线段与曲线第2个切点）对应的压力。

极限压力（p1）：曲线过pf后趋于与纵轴平行的渐近线时对应的压力；若无法直接读取，可通过曲线外推法（至最大体积增量V₁=Vc+2V₀，Vc为中腔初始体积，V₀为孔穴体积与初始体积差值）或倒数曲线法求取。

3.参数计算

承载力基本值（fok）：

临塑压力法：fok=pf−p0

极限压力法：f=(p1−p0)/Fa（Fa为安全系数）

不排水抗剪强度（Cu）：Cu=pf−p0

侧压力系数（K0）：K0=p0/(z×γ)（z为旁压器中心点至地面土柱高度，m；γ为土的容重，kN/m³）

旁压模量（Em）：

Em=2(1+μ)(Vc+Vm)Δp/ΔV

式中：μ为泊松比；Vc为中腔初始体积（cm³）；Vm为平均体积增量（取直线段两点间压力对应体积和的一半，cm³）；Δp为直线变形段压力增量（kPa）；ΔV为对应体积变化增量（cm³）。

4.记录要求

试验记录格式需符合GB/T 50123-2019附录D表D.82的规定，包含试验点信息、加压等级、压力与变形读数、曲线特征值及计算结果等。

附：图2.1旁压仪结构示意图（略，参考标准GB/T 50123-2019图2.1）

表2.2旁压仪规格（略，参考标准GB/T 50123-2019表2.2）