PM-1A型旁压仪弹性膜约束力校正曲线的幂函数模型及其应用实例

　　摘要：PM-1A型旁压仪弹性膜约束力校正p-s曲线可用幂函数模型p=m·sn拟合，借以excel将校正曲线公式化，便于旁压试验成果的计算及校对。

　　关键词： PM-1A型旁压仪,旁压仪弹性膜,旁压试验,幂函数模型

　　1 前言

　　旁压试验资料整理需对压力p进行弹性膜约束力的校正。常规做法是先在方格纸上点画出校正试验点，用曲线板对其拟合后画出校正曲线，此法虽中规中矩，但曲线因人而异，拟合度不高，在曲线上量取时也容易出错。笔者尝试通过大量实测数据，通过excel来画出校正曲线并生成拟合公式，发现PM-1A型旁压仪弹性膜采用幂函数模型p=m·sn拟合时拟合度较高，并举例进行了说明。

　　2 弹性膜约束力校正

　　校正方法是将旁压器竖立于地面，让弹性膜在自由膨胀的情况下进行。校正试验前，先对弹性膜进行加压，使测管水位下降值s达40cm的膨胀量，再退压，这样胀缩4~5次，然后进行试验。根据实际试验经验，压力增量一般为10~20kPa，观测时间采用1min。试验记录试样如表1。

　　绘制压力p与其对应的测管水位下降值s关系曲线，即弹性膜约束力校正曲线如图1。

　　3 数据分析及幂函数拟合度分析

　　试验采用数据分析的标定曲线共120组，p-s曲线幂函数模型拟合优度及统计条件见下表2。

　　由以上分析可知，回归曲线高度密切，可使得曲线逼近函数关系，故弹性膜约束力校正曲线p-s可以用幂函数模型来拟合。

　　4 应用实例

　　某工程的校正曲线原始数据如表3。

　　由于旨在求得的未知数为各测管读数sm(cm)下对应的弹性膜约束力pi(kPa)，故在excel中以p为纵坐标、s为横坐标画散点图，并添加幂函数趋势线后，成果如图2所示。

　　由图可知，根据趋势线中的显示公式及R平方选项可知，p与s相关系数r=0.9998，相关性好，则弹性膜约束力pi=23.351·sm0.5371，在excel中插入power公式，即可得到各sm所对应的pi值。

　　5 结语

　　PM-1A型旁压仪为单腔结构，其弹性膜约束力校正曲线p-s可以用幂函数模型p=m·sn来拟合，方法实用、准确率高。根据进一步的研究观察，函数的m、n值与弹性膜的松紧、环境温度的大小等诸多因素有关，当弹性膜较新、较紧，或者环境温度偏低时，m值偏大，n偏小，反之亦然。其他型号的旁压仪弹性膜曲线是否有此规律可循还有待经验积累和总结。

　　参考文献

　　[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.PY型预钻式旁压试验规程 (JGJ69-90)[S].北京:中国建设工业出版社,1991.

　　[2]梁勇然.回归方程在岩土参数预测中的实用性探讨[J],工程勘察，1992(3):153～156.

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