4.7孔隙水压力观测
4.7.1观测目的
观测地基孔隙水压力变化，分析地基土固结情况。
4.7.2观测仪具的埋设
1孔压计采用钻孔法埋设，埋设关键是封孔。封孔的目的是隔断水压计上下水源。埋设时孔隙水压力计紧密贴合测点土层，采用干燥膨胀土或高液限黏土泥球封孔密闭，使测点土层孔隙水与土层孔隙水完全隔绝。
2钻孔埋设时，作好钻孔的详细记录，必要时可采用取土样进行土工试验，以补充或校核原土工试验资料或土质参数的不足，为试验研究提供更多的基础资料。
3保护孔压计外引电缆不受损坏，保证孔隙水压力准确传递，待所有孔隙水压力计电缆编好号码，而后集中穿入硬塑料管埋入电缆沟，引进路基以外观测房或测箱内，为防止施工时截断电缆，可在电缆沟旁边作些标记。
4每只孔压计埋设后，及时采用接收仪器检查孔压计是否正常，如发现异常应查明原因及时修正或补埋。
5埋设后，待钻孔完全填实和埋设时的超孔隙水压力消散时，才可测读孔压计读数，一般要3~4d的稳定时间。读数时需连续测读数日，直到读数稳定为止，以稳定读数为初始读数。观测断面的设置为每400m一个断面，每个断面设1个。
4.7.3观测方法孔隙水压力测试系统由孔隙水压力计和量测仪器两部分组成，孔隙水压力值由频率仪测得的频率值换算得出；孔隙水压力测点沿深度布设，其深度根据试验分析确定，一般每种土层均应有测点，本设计按3m设1个测点。埋设深度至压缩层底。
第六章 孔隙压力、有效应力和排水 引言 通常所说的土是由固体颗粒和水两部分组成的，基础或挡墙上的荷载包含土颗粒和孔隙水上面的应力两部分。在没有土颗粒的船体外表面，法向应力就等于水压力；而在没有水的装有糖的盆底，应力就等于所装的糖的重量。问题就是土颗粒应力和孔隙水压力的哪种组合决定着土的性质。要研究这个问题，我们首先研究地基中的应力和水压力。 地基中的应力 在地基中，某一深度的竖向应力是由上面的一切东西的重量产生的——土颗粒、水和基础，所以应力随着深度的增加而增大。图(a)中的竖向应力为： z z γσ= 其中γ为土的容重（见节）。如果地基在水平面以下或者在湖底、海底的话（如图(b)所示），竖向应力计算公式就变为： w w z z z γγσ+= 如果在基础或路堤表面有荷载q 作用的话（如图(c)所示），那么竖向应力计算公式就变为： q z z +=γσ 这里面的γ是单位体积的土颗粒和水重量之和。因为z σ是由土体的总重量产生的，所以成为总应力。注意，图(b)中所示的湖中的水把总应力作用在底部同玻璃杯中的水把总应力作用在杯底的方式相同。土颗粒的重度变化不大，一般来讲，饱和土的3 /20m kN ≈γ，干土的3/16m kN ≈γ，水的3/10m kN ≈γ。 同时也有水平向的总应力h σ，但是在z σ和h σ之间没有简单的关系。在以后的章节我们会对水平向的应力进行研究。 地下水和孔隙水压力 饱和土的孔隙水中存在的压力叫做孔隙水压力u 。在竖管中经常用w h 来简单地代替，
如图所示。当系统处于平衡状态时，竖管内部和外部的水压力相等，因此得到： w w h u γ= 当竖管中的水位低于地表面时（如图(a)所示），就称为地下水位。如果土中水是静止的，那么地下水位面就像湖面一样是水平的。然而，就像我们后面将要见到的那样，如果地下水位面不是水平的，那么土孔隙中就存在水的渗流。图(a)中地下水位面处孔隙水压力为零（这就是叫做地下水位），水位以下为正值，问题就出来了：地下水位面以上孔隙水压力是什么样的呢？ 图说明了地表面和地下水位面之间的土中孔隙水压力的变化情况。在地表面处有一层孔压为零的干土，这种情况很少见到，但是在高潮水面以上的海滩可以发现这种现象。在地下水面以上的一小部分，由于土中孔隙的毛细作用，土体是饱和的。在这一区域，孔隙水压力是负值，计算公式如下： w w h u γ-=
孔隙水压力测试规程 C E C S55∶93
孔隙水压力测试规程CECS55∶93 主编单位：上海岩土工程勘察设计研究院 批准部门：中国工程建设标准化协会 批准日期：1993年12月26日 前言 现批准《孔隙水压力测试规程》CECS55∶93为中国工程建设标准化协会标准，推荐给各有关单位使用。在使用过程中，请将意见及有关资料寄交冶金部武汉勘察研究院中国工程建设标准化协会工程勘测委员会(武汉市冶金大道19号，邮政编码430080)，以便修订时参考。 中国工程建设标准化协会 1993年12月26日 1总则 1.0.1 为了统一原位孔隙水压力测试的技术要求，提高测试的技术水平，保证测试质量，制定本规程。 1.0.2 本规程适用于饱和土层中孔隙水压力的原位测试。 1.0.3 原位孔隙水压力测试仪器的选择和埋设以及测试方法的确定，应符合质量可靠、操作简便、经济有效的原则。
1.0.4 原位孔隙水压力测试除执行本规程外，尚应符合国家现行标准的有关规定。 2仪器设备 2.0.1 孔隙水压力计类型的选择，应根据工程测试的目的、土层的渗透性质和测试期的长短等条件，选用封闭式(电测式、流体压力式)或 开口式(包括各种开口测量管、水位计)。仪器的精度、灵敏度和量程必须满足测试要求。 2.0.2 电测式孔隙水压力计(包括振弦式、电阻式、差动变压式等)适用于各种渗透性质的土层。当量测误差小于等于2kPa时，必须使用电 测式孔隙水压力计；使用期大于1个月、测试深度大于10m或在一个观测孔中多点同时量测时，宜选用电测式孔隙水压力计。 2.0.3 流体压力式(包括液压式、气压式等)和开口式孔隙水压力计适用于渗透系数K大于1×10－5cm/sec的土层.当量测误差允许大于等于 2kPa时，方可选用液压式孔隙水压力计；当量测误差允许大于等于10kPa时,方可选用气压式孔隙水压力计。流体压力式孔隙水压力 计使用期不宜超过1个月；液压式孔隙水压力计不宜在气温低于零摄氏度时使用。 2.0.4 孔隙水压力根据量测读数分别按下列公式计算。
孔隙水压力监测 一、监测内容 用于量测基坑工程坑外不同深度土的孔隙水压力。由于饱和土受荷载后首先产生的是孔隙水压力的变化，随后才是颗粒的固结变形，孔隙水压力的变化是土体运动的前兆。静态孔隙水压力监测相当于水位监测。潜水层的静态孔隙水压力测出的是孔隙水压力计上方的水头压力，可以通过换算计算出水位高度。在微承压水和承压水层，孔隙水压力计可以直接测出水的压力。结合土压力监测，可以进行土体有效应力分析，作为土体稳定计算的依据。不同深度孔隙水压力监测可以为围护墙后水、土压力分算提供设计依据。孔隙水压力监测为重力式围护体系一、二级监测等级、板式围护体系一级监测等级选测项目。 二、仪器、设备简介 1 孔隙水压力计目前孔隙水压力计有钢弦式、气压式等几种形式，基坑工程中常用的是钢弦式孔隙水压力计，属钢弦式传感器中的一种。孔隙水压力计由两部分组成，第一部分为滤头，由透水石、开孔钢管组成，主要起隔断土压的作用；第二部分为传感部分，其基本要素同钢筋计。 2 测试仪器、设备 数显频率仪。 三、孔隙水压力计安装 1 安装前的准备将孔隙水压力计前端的透水石和开孔钢管卸下，放入盛水容器中热泡，以快速排除透水石中的气泡，然后浸泡透水石至饱和，安装前透水石应始终浸泡在水中，严禁与空气接触。 2 钻孔埋设孔隙水压力计钻孔埋设有二种方法，一种方法为一孔埋设多个孔隙水压力计，孔隙水压力计间距大于 1.0m,以免水压力贯通。此种方法的优点是钻孔数量少，比较适合于提供监测场地不大的工程，缺点是孔隙水压力计之间封孔难度很大，封孔质量直接影响孔隙水压力计埋设质量，成为孔隙水压力计埋设好坏的关键工序，封孔材料一般采用膨润土泥球。埋设顺序为①钻孔到设计深度；②放入第一个孔隙水压力计，可采用压入法至要求深度；③回填膨润土泥球至第二个孔隙水压力计位置以上0.5m;④放入第二个孔隙水压力计，并压入至要求深度；⑤回填膨润土泥球…，以此反复，直到最后一个。第
1依据标准 《孔隙水压力测试规程》CECS55 : 93 《混凝土坝安全监测技术规范》DL/T 5178-2003 《土石坝安全监测技术规范》SL 60-94 《土工试验仪器 岩土工程仪器 振弦式传感器 通用技术条件》 GBT13606-2007 2范围 本作业指导书适用于扬压力、渗透压力、孔隙水压力、地下水水 位、渗流量得检测。 3职责 3.1水工结构所就是本作业指导书得负责部门，所室负责人负责试验工 作得整体安排。 5试验人主持完成试验工作，编制试验报告；确认仪器设备得检验校 准及保养结论。 4仪器设备 5检测方法 5. 1扬压力、渗透压力.孔隙水压力检测方法 5.1.1埋设与安装 5. 1. K 1开箱验收JTM-V3000F 型振弦式孔隙水压力计、JTM-V3000C 型渗压计S JTM-V10A 型频率式读数仪，检查仪器数量与装箱清单就是否 3、 2中心站主任或授权签字人批准试验报告。 3、 3审核人审核试验资料。 3、 4校核人校核试验报告。 3、 4、 1 JTM-V3000F 型振弦式孔隙水压力计 4、 2 JTM-V3000C 型渗压计 4、 3 JTM-900型钢尺水位计 4、 4量水堰（现场建造） 4、 5 JTM-V10A 型频率式读数仪
相符。 5. 1. K2按照设计施工要求采用专用电缆将仪器电缆接长，同时做好仪 器得编号与检查工作。 5. 1.1. 3安装埋设前孔隙水压力计计端部得透水部件必须驱除空气。 具体操作方法就是：先将透水部件从渗压计主体上卸下，然后将透水部件放入水中浸泡2小时以上,排除透水石中得气泡，使其充分饱与。最后将渗压计主体与透水部件浸没在水中重新装配起来。 排除透水石中气泡得最好做法就是:先将透水部件放入沸水中煮透，然后将用于煮透水部件得少量热水连同透水部件一同倒入盛有冷水与渗压计主体得容器内组装。 5. r 1、4在坝内埋设时，当坝面填筑高程超出测点埋设高程约0.3米时, 在测点挖坑坑深约0.4米，采用砂包裹体得方法,将渗压计在坑内就地埋设。砂包裹体由中粗砂组成，并以水饱与。然后采用薄层辅料、专门压实得方法，回填原开挖料。埋设后得渗压计，其上得填方安全覆盖厚度应不小于1米。 5.1.1、5 JTM-V3000C型渗压计与JTM-V3000F型振弦式孔隙水压力计 埋设安装方法相同，扬压力检测方法与渗透压力相同。 5?1?2量测 5.1.2、1将JTM-V3000F型振弦式孔隙水压力计测量电缆与JTM-V10A 型频率式读数仪测量接线柱相连。 5.1.2.2按下读数仪面板上得“开”键启动JTM-V10A型频率式读数仪, 仪器进行自检。
注水井测试管理规范 2002,9,18
注水井测试管理规范 1 范围 本规范规定了注水井吸水指示曲线、地层压力及吸水剖面测试的基本条件,测试要求、测试方法的选择原则、现场施工程序和测试报告编写要求。 本规范适用于海上注水开发油田注水井测试管理。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本规范中引用而构成为本规范的条文。本规范 出版时，所示版本均有效。所有标准都会被修订。使用本规范的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 SY/T 6221－1996 油田开发监测系统设计及动态监测技术要求 SY/T 5483－1997 常规地层测试技术规程 SY/T 6337－1997 油气井地层测试技术规程 SY/T 5776.1-1995 注入剖面测井作业规程注水剖面 SY 5132-92 测井原始资料质量要求 SY/T 5597-93 生产测井原始资料质量 QJ/BH O3.05—1996 钢丝作业操作规程 3 测试方法的选择 3.1 吸水指数测试方法有三种：升压法、降压法和流量法；一般采用降压法或升压法，在注水压力较低，同时吸水量较大时，可以采用流量法。 3.2 吸水剖面测试方法有四种：井下流量计法、井温法、放射性核素载体失踪法及五参数（CCL-GR-T-P-Q）组合仪法，其中一般采用的是五参数组合仪法。 4 吸水指数测试 4.1基本条件及要求 4.1.1 测试前注水压力和注水量稳定。 4.1.2 测试前24h内，注水井无开关井、洗井和修井作业。 4.1.3 同一注采井组的生产井在测试前24h内无改变工作制度、停产和修井作业。 4.1.4 测试时间规定： a.合注井每季度进行一次吸水指示曲线测试； b.新井投注、油井转注15天后测指示曲线； c.分层配注井每半年测分层指示曲线一次。 4.2 测试前的准备要求 4.2.1资料收集： a.注水动态资料，包括注水压力、日注水量、注入温度及配注量； b.测试资料，包括吸水指数、启动压力及指示曲线。 4.2.2 测试设计：测试点应不少于5点，设计测试的最高压力和最低压力，最高流量和最低流
顺流减压，逆流增压—扫地僧 最近大家问了很多渗流的问题，自己也好好总结了一下。岩土考试涉及到渗流情况的孔隙水压力计算时，基本都可归结为8个字：顺流减压，逆流增压。渗流可以理解为水流，流速很慢的水流，沿渗流方向移动，相当于顺流而下，受到的水压力减小，即为顺流减压。逆渗流方向移动，相当于逆流而上，压力增大，即为逆流增压。 任意点D 的孔隙水压力万能公式： 1、按顺流减压:（从总水头高处往低处计算是即为顺流向） 2D u H x i =-? ， /i h L =? 2、按逆流增压: （从总水头低处往高处 计算是即为逆流向）112()()/D u H L x i H L x h L H x i =+-?=+-??=-?（注：式中H1、H2分别为逆流向和顺流向D 点的静水压力水头） 力学原理解释：x i ?为计算段总水头损 失1h ，总水头损失=压力水头损失+位置水 头损失，发生渗流的情况与无渗流时（静水）相比较，位置水头差不变，故总水头损失1h 等于相对于静水时的压力水头损失（水头损失全部由压力水头承担），此段话比较绕，理解不了也没关系，下面以顺流减压进行推导。 以黏土层底面为基准面，A 点总水头：2H H x =+ 计算段总水头损失：1h x i =? D 点总水头： 12H H h H x x i '=-=+-? D 点位置水头：x D 点压力水头：1D u H x H x i '=-=-? 实战中的运用： 此方法实际就是上述的顺流减压公式。
此方法实际就是上述的顺流减压公式。 若按逆流曾压则为：30+45/2=52.5 此题若按顺流减压则为： ()22sin 28 6sin 28666sin 286cos 28w i h i ==-??=-?=?
第六章 孔隙压力、有效应力和排水 6.1 引言 通常所说的土是由固体颗粒和水两部分组成的，基础或挡墙上的荷载包含土颗粒和孔隙水上面的应力两部分。在没有土颗粒的船体外表面，法向应力就等于水压力；而在没有水的装有糖的盆底，应力就等于所装的糖的重量。问题就是土颗粒应力和孔隙水压力的哪种组合决定着土的性质。要研究这个问题，我们首先研究地基中的应力和水压力。 6.2 地基中的应力 在地基中，某一深度的竖向应力是由上面的一切东西的重量产生的——土颗粒、水和基础，所以应力随着深度的增加而增大。图6.1(a)中的竖向应力为： z z γσ= (6.1) 其中γ为土的容重（见5.5节）。如果地基在水平面以下或者在湖底、海底的话（如图 6.1(b)所示），竖向应力计算公式就变为： w w z z z γγσ+= (6.2) 如果在基础或路堤表面有荷载q 作用的话（如图6.1(c)所示），那么竖向应力计算公式就变为： q z z +=γσ (6.3)
这里面的γ是单位体积的土颗粒和水重量之和。因为z σ是由土体的总重量产生的，所以成为总应力。注意，图6.1(b)中所示的湖中的水把总应力作用在底部同玻璃杯中的水把总应力作用在杯底的方式相同。土颗粒的重度变化不大，一般来讲，饱和土的3 /20m kN ≈γ，干土的3/16m kN ≈γ，水的3/10m kN ≈γ。 同时也有水平向的总应力h σ，但是在z σ和h σ之间没有简单的关系。在以后的章节我们会对水平向的应力进行研究。 6.3 地下水和孔隙水压力 饱和土的孔隙水中存在的压力叫做孔隙水压力u 。在竖管中经常用w h 来简单地代替，如图6.2所示。当系统处于平衡状态时，竖管内部和外部的水压力相等，因此得到： w w h u γ= (6.4) 当竖管中的水位低于地表面时（如图6.2(a)所示），就称为地下水位。如果土中水是静止的，那么地下水位面就像湖面一样是水平的。然而，就像我们后面将要见到的那样，如果地下水位面不是水平的，那么土孔隙中就存在水的渗流。图6.2(a)中地下水位面处孔隙水压力为零（这就是叫做地下水位），水位以下为正值，问题就出来了：地下水位面以上孔隙水压力是什么样的呢？ 图6.3说明了地表面和地下水位面之间的土中孔隙水压力的变化情况。在地表面处有一
水利水电工程标准精选（最新） G1499.1《热轧光园钢筋》GB1499.1-2008 G1499.2《热轧带肋钢筋》GB1499.2-2007 G2938《低热微膨胀水泥》GB2938-2008 G3408.1《大坝监测仪器应变计第1部分:差动电阻式应变计》GB/T 3408.1-2008 G3408.2《大坝监测仪器应变计第2部分:振弦式应变计》GB/T 3408.2-2008 G3409.1《大坝监测仪器钢筋计第1部分:差动电阻式钢筋计》GB/T 3409.1-2008 G3410.1《大坝监测仪器测缝计第1部分:差动电阻式测缝计》GB/T 3410.1-2008 G3410.2《大坝监测仪器测缝计第2部分:振弦式测缝计》GB/T 3410.2-2008 G3411.1《大坝监测仪器孔隙水压力计第1部分：振弦式孔隙水压力计》GB/T 3411.1-2009 G3412.1《大坝监测仪器检测仪第1部分：振弦式仪器检测仪》GB/T3412.1-2009 G3413《大坝监测仪器埋入式铜电阻温度计》GB/T 3413-2008 G5223《预应力混凝土用钢丝》GB/T 5223-2014 G5224《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224-2014 G10597《卷扬式启闭机》GB/T 10597-2011 G11828.1《水位测量仪器:浮子式水位计》GB/T11828.1-2002 G11828.2《水位测量仪器:压力式水位计》GB/T11828.2-2005 G11828.3《水位测量仪器第3部分：地下水位计》GB/T 11828.3-2012 G11828.4《水位测量仪器第4部分：超声波水位计》GB/T 11828.4-2011 G11828.5《水位测量仪器第5 部分：电子水尺》GB/T 11828.5-2011 G11828.6《水位测量仪器遥测水位计》GB/T 11828.6-2008 G11826《转子式流速仪》GB/T 11826-2002 G11826.2《流速流量仪器第2部分：声学流速仪》GB/T 11826.2-2012 G12897《国家一、二等水准测量规范》GB/T 12897-2006 G12898《国家三、四等水准测量规范》GB/T 12898-2000待确认 G14173《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》GB/T 14173-2008 G14627《液压式启闭机》GB/T 14627-2011 G15659《水电新农村电气化验收规程》GB/T 15659-2014 G15772《水土保持综合治理规划通则》GB/T 15772-2008 G15773《水土保持综合治理验收规范》GB/T 15773-2008 G15774《水土保持综合治理效益计算方法》GB/T 15774-2008 G16453.1《水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术》GB/T 16453.1-2008 G16453.2《水土保持综合治理技术规范荒地治理技术》GB/T 16453.2-2008 G16453.3《水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术》GB/T 16453.3-2008 G16453.4《水土保持综合治理技术规范小型蓄排引水工程》GB/T 16453.4-2008 G16453.5《水土保持综合治理技术规范风沙治理技术》GB/T 16453.5-2008 G16453.6《水土保持综合治理技术规范崩岗治理技术》GB/T 16453.6-2008 G17638《土工合成材料短纤针刺非织造土工布》GB/T17638-2017
孔隙压力、有效应力和排水
第六章 孔隙压力、有效应力和排水 6.1 引言 通常所说的土是由固体颗粒和水两部分组成的，基础或挡墙上的荷载包含土颗粒和孔隙水上面的应力两部分。在没有土颗粒的船体外表面，法向应力就等于水压力；而在没有水的装有糖的盆底，应力就等于所装的糖的重量。问题就是土颗粒应力和孔隙水压力的哪种组合决定着土的性质。要研究这个问题，我们首先研究地基中的应力和水压力。 6.2 地基中的应力 在地基中，某一深度的竖向应力是由上面的一切东西的重量产生的——土颗粒、水和基础，所以应力随着深度的增加而增大。图6.1(a)中的竖向应力为： z z γσ= (6.1)
其中γ为土的容重（见5.5节）。如果地基在水平面以下或者在湖底、海底的话（如图6.1(b)所示），竖向应力计算公式就变为： w w z z z γγσ+= (6.2) 如果在基础或路堤表面有荷载q 作用的话（如图6.1(c)所示），那么竖向应力计算公式就变为： q z z +=γσ (6.3) 这里面的γ是单位体积的土颗粒和水重量之和。因为z σ是由土体的总重量产生的，所以成为总应力。注意，图6.1(b)中所示的湖中的水把总应力作用在底部同玻璃杯中的水把总应力作用在杯底的方式相同。土颗粒的重度变化不大，一般来讲，饱和土的3/20m kN ≈γ，干土的3/16m kN ≈γ，水的3 /10m kN ≈γ。 同时也有水平向的总应力h σ，但是在z σ和h σ之间没有简单的关系。在以后的章节我们会对水平向的应力进行研究。 6.3 地下水和孔隙水压力 饱和土的孔隙水中存在的压力叫做孔隙水压力u 。在竖管中经常用w h 来简单地代替，如图6.2所示。当系统处于平衡状态时，竖管内部和
真空预压中真空度与孔隙水压力的关系分析 摘要：现场真空度的量测是真空预压加固软基监测的主要内容，可为工程设计、加固效果分析以及真空预压机理研究提供重要基础资料。真空度与孔隙水压力是 两个不同的概念，前者描述气体状态，后者描述液体状态，在土体中某点真空表 测试的真空度与测点处的孔隙水压力差并不相同。本文分析了真空预压中真空度 与孔隙水压力的关系。 关键词：真空预压；真空度；孔隙水压力；关系； 前言:真空预压法利用抽真空装置将密封膜下土体中的水和空气经排水系统抽出，使土体得以排水固结，土体强度得到增长，达到加固地基的目的。有学者从 真空预压加固机理出发，认为地下水位不会下降，但不变或上升是可能。然而， 大量试验成果表明，真空预压过程中地下水位是下降的。因此，深入研究真空预 压过程中地下水位的变化情况，对于客观评价真空预压加固地基效果及进一步研 究加固机理有重要意义。 1概述 真空预压是指在软土地基中插入竖向排水体或设置砂井，地基四周设置帷幕，地基表层铺设密封膜，然后对待加固土体持续抽真空以提高地基承载力的方法， 真空预压在短期处理大面积软土地基中应用较为普遍。真空预压施加的荷载不是 重物，而是通过降低加固区膜内的大气压，使膜内外产生压力差，从而以大气作 为荷载对土体进行加固。真空预压在抽真空过程中，一方面排出土体中的封闭气 泡和水，并且排出的水相当于荷载直接作用于加固区土体上；另一方面，抽真空 过程中，水位降低，土体有效应力增加，土粒间的孔隙减小，强度得到提高。真 空预压中，加固区土体的排水固结速率除了受土体渗透性等内因外，主要受外荷 载及膜下真空度等外因影响。在外荷载一定的情况下，抽真空作用是引起对土体 中超静孔隙水压力(这里为负值，即负压)的直接原因，因此负压分布规律是影响 真空预压加固软土加固效果关键因素。加固区内土体真空度及孔隙水压力在竖向 排水系统作用的影响下，沿深度方向呈逐渐衰减趋势。本文通过一个项目试验进 行真空度和孔隙水压力关系的研究。 2真空预压中真空度与孔隙水压力的关系 (1)真空度与孔隙水压力关系：测试土体内真空度的手段有两种，即真空表测 试和孔压计测试。通常测试膜下真空度都采用真空表，测试抽真空作用在淤泥或 竖向排水体中负压分布模式时两种方法都有学者使用，在80～90年代基本上采 用真空表测试负压(当时指真空度)分布模式。 现在对真空度与孔隙水压力关系加以讨论与分析。为简化推导，假定真空管 内气体的温度及其截面面积在整个抽真空过程中保持不变，并忽略真空管内水蒸 气和孔隙水渗流的影响。在真空预压抽真空过程中，由于塑料排水板井阻与涂抹 的作用，从项目试验实测孔隙水压力变化资料可以看出，真空度的传递模式是复 杂的，从研究现状来看，各学者提出的关于真空预压中真空度的传递模式相差较大。产生这些差别的原因除了上述因素外，地层土性的差异、地下水位的改变以 及由于土体压缩造成的孔隙水压力计位置的变化是引起孔隙水压力差异的主要原因。 (2)出水量。抽真空初期随着地下水位的快速下降，总出水量逐渐增大，两者 基本呈线性关系，随着抽真空时间的增长，地下水位下降速度放缓并趋于稳定， 但总出水量增长幅度仍较大，说明加固区外地下水是不断向加固区内进行渗流补
〔收稿日期〕 2006-12-07 基于水压率讨论土中孔隙水压力及有关问题 方玉树 (后勤工程学院,重庆) 摘 要 提出了水压率的概念,在此基础上修正了孔隙水压力、浮力、浮重度、渗透力、固结系数和贮水率 计算方法,分析了有效应力、有效自重应力和有效土压力变化规律,对渗流破坏、基坑底突和振动液化特征作出了解释。 关键词 水压率 孔隙水压力 浮力 土压力 渗透力 有效应力 岩土工程广泛涉及孔隙水压力或与孔隙水压力 有关的问题。目前,人们对一些与孔隙水压力相关的议题存在着争论或不完全清楚,如: 细粒土中水对结构物的浮力在按阿基米德定律计算后要不要折减?文献[1]规定:浮力“在原则上应按设计水位计算,对粘土当有经验或实测时可根据经验确定。”该文献的条文说明对此规定做了如下解释:“地下水对基础的浮力可用阿基米德原理计算。这一原理对渗透系数很低的粘土来说也应是适用的,但有实测资料表明,粘土中基础所受到的浮力往往小于水柱高度。由于折减缺乏必要的理论依据,很难确切定量,故规定只有在具有地方经验或实测数据时方可进行一定的折减。”文献[2]只要求对砂类土、碎石类土按计算水位的100%计算浮力,而对粉土和粘性土是否按计算水位的100%计算浮力未作要求。由此可见,当前的困惑在于折减符合实际,但不符合阿基米德定律或者说与现有孔隙水压力计算方法不协调,不折减符合阿基米德定律或者说与现有孔隙水压力计算方法协调,但不符合实际。 计算土的有效自重应力时水位以下土的重度是否一律取浮重度?通常的做法是一律取浮重度,也有意见认为,一般应取浮重度,但计算不透水层(例如只含结合水的坚硬粘土层)中某点的自重应力时,由于不透水层中不存在水的浮力,水位以下土的 重度应取饱和重度[3] 。根据目前普遍采用的土的浮重度和饱和重度的关系式,按浮重度计算和按饱和重度计算的结果有近一倍的差别。 土压力计算时是水土分算还是水土合算?第一种意见是水土分算(或水土分算,有经验时可水土 合算)[4] (据文献[1]之条文说明,上海、广州有关标 准也持这种意见)。第二种意见是水土合算[5,6] (据文献[1]之条文说明,深圳、湖北有关标准也持这种 意见),文献[5]之条文说明对此规定作了如下解 释:按有效应力原理应进行水土分算,这种方法概念比较明确,但粘性土孔隙水压力往往难以确定,故采用水土合算,这种方法低估了水压力的作用,对此应有足够认识。第三种意见是根据经验确定是水土分 算还是水土合算[7] ,这种意见对缺乏经验时如何计算没有说明。根据目前孔隙水压力和竖向有效自重应力(或浮重度)计算方法,水土分算的墙背土压力强度明显大于水土合算的墙背土压力强度。 动水头范围内是否一律考虑渗透力?文献[8]认为应一律考虑渗透力;文献[7]与[9]认为有渗流时应考虑渗透力;文献[10]认为对透水性较强的土体应考虑渗透力,对相对不透水的土体可不考虑渗 透力;文献[11]与[12]以1×10-7 m /s 的渗透系数为界,渗透系数超过此值时计算渗透力,不超过此值时不计算渗透力。 为什么细砂和粉砂最易发生流土和振动液化?为什么包括潜蚀和流土的渗流破坏会在水力坡度远远小于1的情况下发生,又会在水力坡度远远大于1的情况下也不发生? 因此有必要对孔隙水压力问题加以认真的考察。本文提出了水压率的概念,以此为基础对与孔隙水压力有关的问题作出了新的解答。 1 水压率与孔隙水压力 1.1 孔隙水压力的表达 为使土的力学问题能用连续体力学解决,必须把土看成连续体。因此,在研究地下水的运动时,某点的渗透速度是单位面积土截面的流量(而不是实际流速);在研究土体内力时,某点的应力是单位面积土截面上的压力。同样,与应力同量纲的孔隙水压力也应是单位面积土截面上的水压力。孔隙水压 1 2
第六章 孔隙压力、有效应力和排水 引言 通常所说的土是由固体颗粒和水两部分组成的，基础或挡墙上的荷载包含土颗粒和孔隙水上面的应力两部分。在没有土颗粒的船体外表面，法向应力就等于水压力；而在没有水的装有糖的盆底，应力就等于所装的糖的重量。问题就是土颗粒应力和孔隙水压力的哪种组合决定着土的性质。要研究这个问题，我们首先研究地基中的应力和水压力。 地基中的应力 在地基中，某一深度的竖向应力是由上面的一切东西的重量产生的——土颗粒、水和基础，所以应力随着深度的增加而增大。图(a)中的竖向应力为： z z γσ= 其中γ为土的容重（见节）。如果地基在水平面以下或者在湖底、海底的话（如图(b)所示），竖向应力计算公式就变为： w w z z z γγσ+= 如果在基础或路堤表面有荷载q 作用的话（如图(c)所示），那么竖向应力计算公式就变为： q z z +=γσ 这里面的γ是单位体积的土颗粒和水重量之和。因为z σ是由土体的总重量产生的，所以成为总应力。注意，图(b)中所示的湖中的水把总应力作用在底部同玻璃杯中的水把总应
力作用在杯底的方式相同。土颗粒的重度变化不大，一般来讲，饱和土的3 /20m kN ≈γ，干土的3/16m kN ≈γ，水的3/10m kN ≈γ。 同时也有水平向的总应力h σ，但是在z σ和h σ之间没有简单的关系。在以后的章节我们会对水平向的应力进行研究。 地下水和孔隙水压力 饱和土的孔隙水中存在的压力叫做孔隙水压力u 。在竖管中经常用w h 来简单地代替，如图所示。当系统处于平衡状态时，竖管内部和外部的水压力相等，因此得到： w w h u γ= 当竖管中的水位低于地表面时（如图(a)所示），就称为地下水位。如果土中水是静止的，那么地下水位面就像湖面一样是水平的。然而，就像我们后面将要见到的那样，如果地下水位面不是水平的，那么土孔隙中就存在水的渗流。图(a)中地下水位面处孔隙水压力为零（这就是叫做地下水位），水位以下为正值，问题就出来了：地下水位面以上孔隙水压力是什么样的呢 图说明了地表面和地下水位面之间的土中孔隙水压力的变化情况。在地表面处有一层孔压为零的干土，这种情况很少见到，但是在高潮水面以上的海滩可以发现这种现象。在地下水面以上的一小部分，由于土中孔隙的毛细作用，土体是饱和的。在这一区域，孔隙水压力是负值，计算公式如下： w w h u γ-=
浅谈大面积强夯区域孔隙水压力监测 冯 燃 摘 要:介绍了大面积强夯区域孔隙水压力检测的内容、仪器选择及布设方案,阐述了孔隙水压力计的安装埋设与调试, 以准确监测在强夯前后土层孔隙水压力的变化。关键词:孔隙水压力,安装埋设,监测方案中图分类号:T U 472.31 文献标识码:A 新郑国际机场站坪扩建工程位于新郑国际机场航站楼南、老 站坪以东(见图1),站坪强夯施工区域72500m 2 。强夯区分为A 区和B 区,其中A 区点夯能量为3000kN m,B 区点夯能量为2000kN m;强夯区主要由杂填土、粉土和粉细砂组成,塑限(W p )为17%左右,夯沉量在1.0m~2.1m 左右。按技术规范要求,需要在强夯区进行孔隙水压力监测,以准确监测在强夯前 后土层孔隙水压力变化情况。 孔隙水压力监测,根据现场实际情况,需对被监测区域强夯前后孔隙水压力值进行现场原位测定,计算出强夯前后原位孔隙水压力实测值。 1 监测期限与进度计划 孔隙水压力监测为站坪夯实施工期监测,与施工同步进行,夯实施工结束、孔隙水压力消散后停止监测。仪器设备采购、检验、率定等工作需要提前进行,孔隙水压力计安装埋设随工程施工同步进行。仪器设备安装后按照相关规程及监测合同要求进行连续观测,直至监测期结束。 2 仪器选择及布设方案 根据工程监测的实际要求,为保证监测工作顺利进行,经分析研究和多方考察,本监测项目拟选用振弦式孔隙水压力传感器。该型仪器在国内应用广泛,具有读数方便、维护简易、响应快、灵敏度高、能测负空隙压力、测头高程和观测高程无关、输出信号可长距离传输、电缆要求较低、使用寿命长等优点。仪器初选精度为0.1%~0.2%F S,量程为0.2M P a~2.0M Pa 。为此计划在未夯击区域内设定五个监测剖面,每条剖面设三个监测站点,每站点设三个测点,每个测点安装孔隙水压力计一支,共需安装孔隙水压力计45支。 3 孔隙水压力计电缆接长及保护 孔隙水压力计安装:电缆是传送信号的载体,孔隙水压力计埋设后将无法或很难检查及进行缺陷补救处理,因此,电缆连接 是孔隙水压力计施工与监测中重要的一环。本监测项目拟选用两芯铠装屏蔽电缆,电缆连接前,应测出每条芯线电阻,作为今后观测和进行数据分析的基础资料。电缆连接时,分别将同色芯线 焊接在一起,屏蔽线也予以焊接。各芯线接头处每层均涂抹防水胶,并套以两层热缩套管,然后将电缆整体接头套以热缩套管,并用高压绝缘胶带逐层绕包。 4 孔隙水压力计安装埋设4.1 准备工作 仪器编号:分厂家编号和监测设计编号,编号标注在标牌上,在每支仪器上沿电缆布置,标牌不少于三个:一个接近仪器,一个位于孔口,一个位于电线终端。 4.2 仪器安装 埋设高程具体由委托方和监理单位确定。孔隙水压力计安装部位及形式依设计进行。 根据工程实际需要,需在深孔内埋设孔隙水压力计,孔径由孔隙水压力计尺寸确定,一般为100mm ~150mm,然后分层安装三支孔隙水压力计。 5 孔隙水压力计调试 仪器安装过程中即开始读数与记录,观察读数数值是否有异常的大幅变化。如果读数变化不大并趋于稳定,可以认为仪器工作正常。 6 注意事项 1)孔隙水压力计电缆按S 形布设前进,伸长率不小于30%,以防止在夯实过程中拉断电缆。2)电缆选用铠装电缆,以防止在施工过程中将电缆线破坏,造成测点失效。3)电缆要做好标记,以便辨认和为后续工作提供方便。4)电缆要经常管理、检查,不能排除被施工破坏和被盗的可能。5)施工结束后,将孔隙水压力计所有电缆线端头接入观测箱中,以利长期监测。 7 监测方案和资料整编 本项目监测主要是在指定区域内的孔隙水压力观测。根据观测工作的指标、批文、报告、总结、观测规程规范、观测措施、计划等,本次监测主要有以下几个方面: 7.1 现场资料的收集 1)观测基准值的确定:孔隙水压力计的基准值取仪器安装后至施工前24h 测值的平均值。 2)监测频次的确定:针对孔隙水压力计埋设中及埋设完毕后一段时间内,孔隙水压力计受周围温度等环境因素影响,处于不稳定状态,为检测孔隙水压力计的可靠性与确定基准值,读数频次增加为每天3次,待孔隙水压力计周围环境稳定后,进入正常的工程施工期监测,按1d~2d 一次进行监测。 3)孔隙水压力计埋设及监测过程中,要对工程施工的进展情况、工地天气情况(气温、晴雨状况等)进行记录。
XX有限责任公司 【基坑孔隙水压力监测】 作业指导书 文件版号：2014年版副本控制：(不)受控类编写人：编号： 审核人：分发号： 批准人：持有人: 2014年11月10日
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孔隙水压力变化是土体应力状态发生变化的先兆，依据基坑设计、施工工艺及监测区域水文地质特点，通过预埋孔隙水压力传感器，利用测读仪器（频率读数仪）定期测读预埋传感器读数，并换算获得孔隙水压力随时间变化的量值及变化速度，从而判断土体受力变化情况及变形可能。另外对地下水动态情况也可进行监控。 2.编制依据 (1) 《工程测量规范》GB50026-2007 (2) 《建筑变形测量规范》JGJ8-2007 (3) 《岩土工程勘察规范》DGJ08-37-2002 (4) 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-1999 (5) 《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006 (6) 《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009 3.适用范围 打桩、基坑开挖及堆载预压等施工过程孔隙水压力监测，这里重点针对基坑开挖。 4.基坑孔隙水压力监测 4.1仪器设备 1）传感器振弦式孔隙水压力计量程（MPa）：0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.6，2.5，4.0，6.0；分辨力：≤0.05%F?S； 精度：≤±0.5%F?S。 2）二次接收仪表-频率读数仪测量范围：频率（f）500~5000Hz，频率模数显示值（F）=f2×10-3； 分辨力：±0.1Hz； 灵敏度：接收信号≥300μV，持续时间≥500ms。 4.2测点布置 孔隙水压力监测点的布置，应根据测试目的与要求，结合场地地质周围环境和作业条件综合考虑确定，并应符合下列要求： 1）孔隙水压力监测点宜在水压力变化影响范围内按土层布置，竖向间距宜为4m~5m，涉及多层承压水位时应适当加密；
测量专业作业指导书孔隙水压力监测实施细则文件编号： 版本号： 分发号： 编制： 批准： 生效日期：
孔隙水压力监测实施细则 1．目的 为使测试人员在做检测时有章可循，并使其操作合乎规范。 2．适用范围 适用于孔隙水压力监测。 3．检测内容 通过在受力面埋设孔隙水压力计，对基坑孔隙水压力变化进行量测。 4．检测依据 《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497—2009）； 《孔隙水压力测试规程》（CECS55:93）。 5．主要仪器设备 5.1 频率读数仪； 5.2 孔隙水压力计：孔隙水压力计的量程宜为设计值的2 倍，分辩率（%F·S）不宜低于 0.2%F·S，精度不宜低于0.5%F·S。 6. 检测条件 6.1 气温应在-5℃~+45℃； 6.2 相对湿度30%~85%。 7. 检测前的准备 7.1 检测仪器和计量器具必须满足精度、等级要求，并应有计量部门定期检验的合格证书； 7.2测试工作前应通过搜集资料和现场踏勘后编制测试纲要； 7.3搜集资料应包括有关的工程设计施工场地周围环境和地质资料并应根据测试任务书要求认真进行分析研究； 7.4现场踏勘应着重调查了解场地环境和埋设作业条件； 7.5测试纲要内容应包括目的与要求工程概况工作量布置及依据仪器类型选定和精度要求埋设和测试方法监测工程要求的控制标准当日阶段和最终提交的成果； 7.6监测传感器埋设前应进行性能检验和编号； 7.7监测传感器宜在基坑开挖前至少1 周埋设，并取开挖前连续2d 获得的稳定测试数据的平均值作为初始值。 8.测点布置 测试孔和测点的布置应根据测试目的与要求结合场地地质周围环境和作业条件综合考虑确定并应符合下列要求 8.1每项工程测试孔的数量应不少于3个； 8.2在平面上测试孔宜沿着应力变化最大方向并结合监测对象位置布设； 8.3在垂直方向上测点应根据应力分布特点和地层结构布设一般每隔2-5m布设1个测点当分层设置时每个测试孔每层应不少于1个测点； 8.4对需要提供孔隙水压力等值线的工程或部位测试孔应适当加密且埋设同一高程上的测点高差宜小于0.5m。 9. 孔隙水压力计埋设 9.1进水条件： 必须确保仪器的进水口畅通，谨防水泥浆堵塞进水口，为此应在进水口中用中砂、细砂做成人工的过滤层，滤层直径为8cm。 9.2仪器预饱和： 由于混凝土的渗透系数很小，而孔隙水压力计前盖空腹内有一定容积，需要一定的水量才能充填满。为了解决此问题，使仪器的滞后尽量小，在仪器埋设前必须将前盖空腹装满水，排除气泡，滤层的中细砂也需充分饱和。埋设时、将近水口朝上，以免空腔内的水溢出。9.3 孔隙水压力计埋设方法应根据测试孔测点布设的数量及土的性质等条件选用钻孔埋设法
第31卷 第8期 岩 土 工 程 学 报 Vol.31 No.8 2009年 8月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Aug. 2009 基于连续介质模型的颗粒材料孔隙度及孔隙水 压力计算公式 楚锡华 (武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072) 摘 要：孔隙度是能够部分反映颗粒材料微观结构的一个宏观量，其数值及其演化对颗粒材料的宏观力学行为有重要 影响。基于连续介质模型，在颗粒体积应变均匀的前提下推导了颗粒材料的孔隙度随颗粒集合局部平均体积应变的演 化公式，并应用该关系式结合孔隙水状态方程给出了饱和颗粒材料的孔隙水压力与孔隙度、固体颗粒体积模量、固体 颗粒变形之间的关系。所得公式可用于饱和含液颗粒材料流–固耦合计算或饱和多孔介质宏观–细观多尺度流–固耦 合渗流分析。 关键词：孔隙度；孔隙水压力；颗粒材料；多孔介质；连续模型 中图分类号：TU43 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2009)08–1255–03 作者简介：楚锡华(1977–)，男，河南濮阳人，博士，讲师，从事计算固体力学、岩土颗粒材料力学行为研究。E-mail: chuxh@https://www.doczj.com/doc/3613060028.html,。 Evolution of porosity and pore water pressure of granular materials based on continuum model CHU Xi-hua (Civil & Architecture School of Wuhan University, Wuhan 430072, China) Abstract:The porosity is a macro-variable which can represent partly micro-structures of granular materials. Based on the continuum model of granular materials, an evolution formula for the porosity with local average volumetric strain of granular assembly is deduced. Provided the change of grain volume is uniform, and the formula is allied with pore water state equation, the relationship among the pore water pressures and the porosity, the volumetric module of grain and the volumetric strain of grain for saturated granular materials is presented. The results obtained can be applied to the numerical simulation of fluid-solid coupling for statured granular materials or to the multi-scale analysis of fluid-solid seepage for porous materials. Key words:porosity; pore water pressure; granular material; porous medium; continuum model 0 引 言 在对含液颗粒材料流固耦合分析时，需计算孔隙度随颗粒集合及流体流动的动态演化。当流–固均采用连续介质模型时，通常忽略孔隙度的变化[1]或孔隙度（孔隙率）的演化依赖于经验公式[2]，当固体颗粒采用离散颗粒模型，孔隙流体采用连续介质模型时，局部平均孔隙度通常可从颗粒层次直接演绎[3-4]。文献[5]指出实现流固耦合渗流计算的关键问题之一为建立流固耦合作用下的物性参数动态模型，并给出了孔隙度和渗透率的动态模型，文献[6]在此基础上，通过考虑固体颗粒的变形进一步发展了孔隙度模型。本文基于连续介质模型，考虑体积应变参考不同时刻的构型，推导了孔隙度与宏观平均体积应变的关系，进一步基于饱和多孔介质中孔隙水的状态方程，发展了孔隙水压力与孔隙度、固体颗粒的变形之间关系，所得结果可用于饱和含液颗粒材料流固耦合计算或饱和多孔介质宏观–细观多尺度流固耦合渗流分析。 1 颗粒材料的孔隙度与体积应变的演 化关系 t时刻取一个总体积为0V的多孔介质微元体，其固体骨架由若干固体颗粒组成，设骨架体积，即固体 颗粒总体积为0 s V，孔隙度为0n；该微元体经过系列变化至t时刻，总体积为t V，若不考虑固体颗粒变形，─────── 基金项目：国家自然科学基金项目（10802060） 收稿日期：2008–07–14