⑴ 旁压测试成果的应用
旁压测试在实质上是一种横向载荷试验。旁压测试与载荷变形观测、成果整理及曲线形状等方面，都有类似之处，甚至有相同之处。但旁压测试的设备重量轻，测试时间短，并可在地基土的不同深度上(尤其是适用于地下水位以下的土层)进行测试，因而其应用比载荷测试更广泛。目前国内外旁压试验成果的应用主要有以下几个方面：
一、确定地基承载力
我国目前基本上采用临塑荷载和极限荷载两种方法，来确定地基土体的容许承载力。
水利部行业标准《土工试验规程》(SL237-1999)规定的方法如下：
1.临塑压力法
大量的测试资料表明，对于土质均匀或各向同性的土体，用旁压测试的临塑压力Pf减去土层的静止侧压力P0所确定的承载力，与载荷测试得到的承载力基本一致。在国内在应用旁压测试确定地基承载力f0时，一般采用下式：
f0=Pf-P0(6-19)
式中：f0为地基承载力(kPa)。
2.极限压力法
对于红粘土、淤泥等，其旁压曲线经过临塑压力后，急剧拐弯；破坏时的极限压力与临塑压力之比值(PL/Pf)小于1.7。为安全起见，采用极限压力法为宜：
土体原位测试与工程勘察
式中：F为安全系数，一般取2～3。
对于一般土体，宜采用临塑荷载法，对旁压曲线过临塑压力后急剧变陡的土，宜采用极限荷载法来确定地基土承载力。
建设部行业标准《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ-72-2004)规定，推荐地基承载力特征值fak，按下式计算：
fak=λ1(Pf-P0)
fak=λ2(PL-P0)
(6-21)
式中：λ1、λ2为修正系数。
λ1对于一般粘性土，可结合各地区工程经验取值；具体取值可参照建设部行业标准《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ-72-2004)：λ2对于粘性土取0.42～0.50；粉土取0.30～0.43；砂土取0.25～0.37。也可根据经验取值，但λ1不应大于1.0；λ2不应大于0.5。
二、确定单桩竖向容许承载力
桩基础是最常用的深基础，其承载力由桩周侧面的摩阻力和桩端承载力两部分提供。考虑到旁压孔周围土体受到的作用是以剪切为主，与桩的作用机理比较相近，因此，分析和建立桩的承载力和旁压试验结果之间的相关关系是可能的。于1978年，Baguelin提出了估算单桩的容许承载力的计算式：
土体原位测试与工程勘察
式中：[qd]为桩端容许承载力(kPa)；[qf]为桩侧容许摩阻力(kPa)。
建设部行业标准《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ-72-2004)建议：打入式预制桩的桩周土极限侧阻力qsis，可根据旁压试验极限压力查表(表6-3)确定。而桩端土的极限端阻力的值qps可按下式计算：
粘性土：qps=2PL
粉土：qps=2.5PL
砂土：qps=3PL
表6-3 打入式预制桩的桩周土极限侧阻力qsis(kPa)
对于钻孔灌注桩的桩周土极限侧阻力qsis为打入式预制桩的0.7～0.8倍；桩的极限端阻力qps为打入式预制桩的0.3～0.4倍。
三、确定地基土层旁压模量
地基土层旁压模量是反映土层中应力和体积变形(可表达为应变的形式)之间关系的一个重要指标，它代表了地基土水平方向的变形性质。
由于加荷方式采用快速法，相当于不排水条件，依据弹性理论，对于预钻式旁压仪，根据梅纳德(Menard)理论，在P-V曲线上的近似直线段，土体基本上可视为线弹性介质，根据无限介质中圆柱形状孔穴的径向膨胀理论，孔壁受力ΔP作用后径向位移Δr和压力ΔP的关系为：
土体原位测试与工程勘察
式中：G为剪切模量。
旁压试验实测孔穴体积的变化所引起的径向位移变化Δr为：
Δr=ΔV /2πrL (6-24)
式中：L为旁压器测试腔长度(图6-12)。
图6-12 求旁压模量原理图
将式(6-24)代入式(6-23)可得：
土体原位测试与工程勘察
在式(6-25)中，可取r为P-V曲线上近似直线段中点所对应的旁压孔穴半径rm。这时，相应的孔穴体积为V，则：
V=Vc+Vm (6-@26)
式中：Vm为近似直线段中点对应的体积增量(cm3)；其他符号意义同前。
弹性理论中剪切模量G与弹性模量E之间的关系式为：
土体原位测试与工程勘察
若将旁压测试中的E用Em来表示，将式(6-25)和式(6-26)代入式(6-27)，则可得到：
土体原位测试与工程勘察
式中：Em为旁压模量(kPa)；μ为土的泊松比；
由上式可知，计算旁压模量通常用下式表示：
土体原位测试与工程勘察
式中：Em为旁压模量(kPa)；μ为泊松比；Vf为与临塑压力Pf所对应的体积(cm3)；Vc为旁压器量测腔初始固有体积(cm3)；V0为与初始压力P0对应的体积增量(cm3)；ΔP/ΔV为旁压曲线直线段的斜率(kPa/cm3)。
国内也有采用测管水位下降值，即将体积值除以测管截面积，则式(6-29)可改为：
土体原位测试与工程勘察
式中：Sc为与测试腔原始体积相当的测管水位下降值(cm)；S0，Sf为P-S 曲线上直线段所对应的测管水位下降值(cm)；ΔP/ΔS为旁压曲线直线段的斜率(kPa/cm)。其余符号意义同前。
通常旁压模量 Em和变形模量 E0的关系，梅纳德(Menard)建议用下式来表示：
Em=α·E0(6-31)
表6-4 土的结构系数α常见值
式中：α为土的结构系数，其取值在0.25～1.0之间，具体见表6-4所列。
对于自钻式旁压试验，仍可采用上两式来计算旁压模量。由于自钻式旁压试验的初始条件与预钻式旁压试验长期保持不同，预钻式旁压试验的原位侧向应力经钻孔后已释放。两种试验对土的扰动也不相同，故两者的旁压模量并不相同。因此，在工程中应说明试验所用的旁压仪器类型。
四、确定土的变形模量
变形模量是计算地基变形的重要参数，它是表示土体在无侧限条件下受压时，土体所受的压应力与相应压应变之比。变形模量与室内试验求得的压缩模量之间的关系，如下式所示：
土体原位测试与工程勘察
式中：E0为土的变形模量(kPa)；ES为土的压缩模量(kPa)；μ为泊松比。
用旁压测试曲线直线段计算的变形模量公式，由于是采用的加载比较慢，实际上考虑了排水固结的变形。而土的旁压模量也是所测曲线直线段斜率的函数，规范规定，旁压模量的测试方法，采用快速加荷的方式，所以土的旁压模量与土的变形模量不是相同的。
五、估算地基沉降量
图6-13 两个变形区
Ⅰ区为球形应力张量引起的变形区；Ⅱ区为偏斜应力张量引起的变形区
采用旁压试验法来预估沉降量可将沉降分为两个部分(图6-13)，其计算式为：
S=SA+SB
式中：SA为球形应力张量引起的沉降；SB为偏斜应力张量引起的沉降。
偏斜应力张量引起的沉降又可分为两部分，即
SB=SBe+SBp(6-33)
式中：SBe为弹性沉降；SBp为非弹性沉降。
对任意的形状基础，球形应力张量引起的沉降计算公式为：
土体原位测试与工程勘察
式中：P为基底压力(kPa)；B为基础半径或半宽(cm)；E0为变形模量，可根据式(6-31)中的旁压模量换算；λA为形状系数；当基础为圆形基础时；λA为1。其他基础的形状系数见表6-5所示。其他符号意义同前。
偏应力张量引起的弹性变形和非弹性变形的总变形量为：
土体原位测试与工程勘察
式中：B0为基础的参考半宽：取30cm；α为土的结构系数(有一些参考书称为流变系数)，由表6-4决定；λB为形状系数；当基础为圆形基础时：λA为1。其他基础形状系数见表6-5所示。其他符号意义同前。
表6-5 形状系数λ值
由上式分析可得到总地基土体变形量为：
土体原位测试与工程勘察
应注意的是：用旁压试验法估计的沉降量，往往比采用弹性理论计算法得到的沉降量要小。
目前，在国内、外一些生产单位的科研部门，利用旁压试验P-V曲线来模拟载荷试验的P-S曲线；也可以通过对比地基处理前后旁压曲线的临塑荷压力和旁压模量的数值来检验经过地基处理后(强夯、堆载预压、真空预压等)加固的效果。
⑵ 钢扭转试验时为什么扭矩一直在增加
实验原理
弹性模量G的测定
在比例极限以内,即扭矩在Mp以内,材料完全处于弹性状态专,扭转虎克定律为;
(公式1)
为了属验证虎克定律,采用"等量增载法"逐级加载.
如果每增加相同的扭矩△Mn,扭转角增量大致相等,这样就验证了虎克定律.根据各次测得扭转角增量的平均值,可算出剪切弹性模量:
(公式2)
2.低碳钢扭转实验
按国家标准进行.
用d=10mm的圆截面试样,标距L=100mm,也可用短试样,标距L=50mm.
将低碳钢试样装在扭转试验机上,用手摇或电动施加扭矩,试验机上有自动绘图装置,可以记录试样的扭矩Mn与扭转角的关系曲线.试样会出现与拉伸时材料屈服的类似现象,测力主针停止不动或回摆,扭转角很快增大.当主针回旋至最小值,就是试样的屈服扭矩Ms,扭转屈服极限:
(公式3)
式中,为试样横截面的抗扭截面模量.
继续加扭矩至试样断裂,找出破坏时的最大扭矩Mb,扭转强度极限:
(公式4)
3.铸铁扭转实验
铸铁Mn—曲线所示,由开始受扭直至破坏,近似一直线,扭转强度极限:
(公式5)