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，導致土體體積縮小，這一特性稱為土的壓縮性。飽和土壓縮時，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，而是隨時間逐步發(fā)展并趨于穩(wěn)定的。土體的壓縮隨時間發(fā)展的這一過程稱為固結(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不鮮。地基沉降問題是土力學的基本課題之一，地基沉降計算也是工程設(shè)計的重要內(nèi)容。對建筑工程、高等級公路、機場等工程尤為重要。

為了研究土的壓縮特性，可以通過室內(nèi)試驗和原位測試兩種方法來獲得土的壓縮性指標。

旁壓試驗就是一種非常常見的在現(xiàn)場測得土體壓縮性指標的試驗方法。

旁壓試驗（PMT –pressuremeter test)是采用旁壓儀在場地的鉆孔中直接測定土的應力-應變關(guān)系的試驗。1933年德國人K?gler曾用一根可以膨脹的橡皮管在鉆孔中加壓，來測定不同深度處土的壓縮性。后來法國人Menard改進了此種儀器，稱為梅納旁壓儀。

梅納旁壓儀主要由三部分組成：探頭、控制主機、氮氣瓶。ZD施加的壓力可以達到10MPa。梅納旁壓儀的探頭為三腔式探頭，ZY測量腔為水腔，兩端保護腔為氣腔，保證測量腔為規(guī)則的圓柱體進行膨脹。

旁壓試驗可理想化為圓柱孔穴擴張課題，為軸對稱平面應變問題。典型的旁壓曲線(壓力P-體積變化量V曲線或壓力P-測管水位下降值S)可分為三段。