十字板剪切試驗(yàn)原理及技術(shù)講義（22圖文豐富）

第六節(jié)十十字板剪剪切試驗(yàn)一、定義十字板剪切切試驗(yàn)(FVST：：fieldvanesheartest)是用插入軟軟粘土中的的十字板頭頭，以一定定的速率旋旋轉(zhuǎn)，測(cè)出出土的抵抗抗力矩，然然后換算成成土的抗剪剪強(qiáng)度的一一種測(cè)試方方法。FVST主要用于測(cè)測(cè)定飽水軟軟粘土的不不排水抗剪剪強(qiáng)度。它它具有下列列優(yōu)點(diǎn)：(1)不不用取樣，，特別是對(duì)對(duì)難以取樣樣的靈敏度度高的粘性性土，可以以在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)對(duì)基本上處處于天然應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)下下的土層進(jìn)進(jìn)行扭剪。。所求軟土土抗剪強(qiáng)度度指標(biāo)比其其他方法都都可靠。(2)野野外測(cè)試設(shè)設(shè)備輕便，，操作容易易。(3)測(cè)測(cè)試速度較較快，效率率高，成果果整理簡(jiǎn)單單。其缺點(diǎn)是僅僅適用于江江河湖海的的沿岸地帶帶的軟土，，適應(yīng)范圍圍有限，對(duì)對(duì)硬塑粘性性土和含有有礫石雜物物的土不宜宜采用，否否則會(huì)損傷傷十字板頭頭。二、測(cè)試試原理圖中所示示為板頭頭側(cè)面的的剪切阻阻力分布布圖中所示示為在板板頭上、、下面的的剪切阻阻力分布布。CvCHCvCH設(shè)板頭的的直徑和和高度為為D、H,十字板頭頭接觸處處軸桿的的直徑為為D1FVST是對(duì)壓入入粘土中中的十字字板頭施施加扭矩矩，使十十字板頭頭以一定定速率旋旋轉(zhuǎn)，在在土層中中形成圓圓柱形的的破壞面面，測(cè)定定土剪切切破壞時(shí)時(shí)的最大大扭矩，，即可得得到土的的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度。三、測(cè)試試設(shè)備壓入主機(jī)機(jī)十字板頭頭扭力傳感感器量測(cè)扭力力的儀表表施加扭力力裝置其它（探探桿等））十字板尺寸H(mm)D(mm)板厚t(mm)國(guó)外125±2562.5±12.52國(guó)內(nèi)100502-3國(guó)內(nèi)150752-3

對(duì)于不同的土類應(yīng)選用不同尺寸的十字板頭，一般在軟黏土中，選擇75×150mm的十字板頭合適，在稍硬土中可用100×50mm國(guó)內(nèi)外常常用十字字板尺寸寸四、測(cè)試試步驟（一）扭扭力傳感感器率定定將板頭與與傳感器器連接，，擰緊后后，把板板頭插入入率定儀儀的規(guī)定定座內(nèi)；；逐級(jí)施加加扭矩，，并記錄錄儀表的的讀數(shù)，，直到傳傳感器的的最大容容許扭矩矩；繪制扭矩矩與讀數(shù)數(shù)的關(guān)系系曲線，，確定傳傳感器的的率定系系數(shù)。（二）現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)十字字板剪切切測(cè)試平整場(chǎng)地地，安裝裝機(jī)架，，并固定定把板頭壓壓至測(cè)試試深度卡住鉆桿桿，并調(diào)調(diào)零轉(zhuǎn)動(dòng)手柄柄，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆桿，，使板頭頭產(chǎn)生扭扭矩(每每10秒秒使搖柄柄轉(zhuǎn)動(dòng)一一圈，每每轉(zhuǎn)動(dòng)一一圈測(cè)記記應(yīng)變讀讀數(shù)一次次。)測(cè)量扭矩矩直至峰峰值出現(xiàn)現(xiàn)松動(dòng)鉆桿桿完全擾動(dòng)動(dòng)測(cè)試土土體，重重復(fù)2-5測(cè)量量擾動(dòng)土土的剪切切強(qiáng)度。。注意事事項(xiàng)：：應(yīng)先將將電纜纜穿過(guò)過(guò)施加加扭力力裝置置的中中心孔孔，然然后再再穿入入探桿桿；在扭剪剪前，，應(yīng)讀讀取初初始讀讀數(shù)或或?qū)x儀器調(diào)調(diào)零；；勻速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)手手搖柄柄，搖搖柄每每轉(zhuǎn)一一圈，，十字字板頭頭旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一度度。測(cè)試重重塑土土?xí)r，，用扳扳手或或管鉗鉗快速速將探探桿順順時(shí)針針?lè)较蛳蛐D(zhuǎn)轉(zhuǎn)6圈圈，使使十字字板頭頭周圍圍的土土充分分?jǐn)_動(dòng)動(dòng)后，，立即即擰緊緊鉆桿桿夾具具四、測(cè)測(cè)試數(shù)數(shù)據(jù)處處理計(jì)算土土的抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度Cu表格計(jì)算重重塑土土的抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度Cu/計(jì)算土土的靈靈敏度度St表格表格繪制抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度與與轉(zhuǎn)角角的關(guān)關(guān)系曲曲線繪制抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度與與深度度的關(guān)關(guān)系曲曲線五、測(cè)測(cè)試精精度影影響因因素十字板板頭的的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速率率1）剪剪切（（旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)）速速率越越大，，抗剪剪強(qiáng)度度越大大，應(yīng)應(yīng)規(guī)定定一個(gè)個(gè)統(tǒng)一一的旋旋轉(zhuǎn)速速率（（1°°/10s）2））對(duì)一般般粘性性土，，最大大的抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度出出現(xiàn)在在20-30之之間，，所用用時(shí)間間為3-5min，屬不排排水抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度土的各各向異異性1）在在板頭頭范圍圍內(nèi)，，土的的非均均一性性2）天天然土土層的的抗剪剪強(qiáng)度度的非非等向向性十字板板頭的的規(guī)格格指十字字板頭頭的形形狀、、板厚厚及軸軸桿直直徑板板厚厚及軸軸桿直直徑越越大，，板頭頭插入入土中中對(duì)土土的擾擾動(dòng)越越大，，抗剪剪強(qiáng)度度越小小75mm××150mm，，厚3mm，，軸徑16mm50mm×100mm，厚2mm，，軸徑13mm排水條條件測(cè)定的的結(jié)果果為土土的不不排水水抗剪剪強(qiáng)度度（=0時(shí)的的C值），，但實(shí)實(shí)際測(cè)測(cè)試中中，已已有部部分排排水，，所測(cè)測(cè)Cu值偏大大，應(yīng)應(yīng)修正正其它十字板板剪切切試驗(yàn)驗(yàn)影響響因素素表因素一般影響程度（%）1）十字板厚度－（10-25）2）十字板插入對(duì)土的擾動(dòng)－（15-25）3）插入后間歇時(shí)間較長(zhǎng)＋（20-50）4）土各向異性較各向同性＋（5-10）5）應(yīng)變軟化＋106）剪切面剪應(yīng)力非均勻分布＋（6-9）7）破壞圓柱直徑大于十字板直徑＋58）扭轉(zhuǎn)速率：對(duì)

的土對(duì)

的土±（5-20）±（30-40）9）鋼環(huán)式較電測(cè)式＋（15-20）*該表源源自《巖土工工程地地質(zhì)手手冊(cè)》2006六、結(jié)結(jié)果的的應(yīng)用用估算地地基容容許承承載力力對(duì)對(duì)于內(nèi)內(nèi)摩擦擦角為為零的的飽和和軟粘粘土，，可以以用下下式估估算地地基容容許承承載力力[R][R]=2Cu+h式中：：—基礎(chǔ)底底面以以上土土的容容重；；h—基礎(chǔ)埋埋深。。預(yù)估單單樁承承載力力在在飽和和軟粘粘土中中，單單樁的的極限限端阻阻力qp和極限限側(cè)摩摩阻力力qf可由下下式計(jì)計(jì)算工程實(shí)實(shí)例求軟粘粘土靈靈敏度度野野外十十字板板剪切切實(shí)驗(yàn)驗(yàn)是確確定軟軟粘土土靈敏敏度的的最可可靠的的方法法其它如如確確定地地基土土的強(qiáng)強(qiáng)度十字板板剪切切試驗(yàn)驗(yàn)記錄錄表轉(zhuǎn)角（度）原狀土重塑土靈敏度St應(yīng)變儀讀數(shù)剪應(yīng)力（kPa）應(yīng)變儀讀數(shù)剪應(yīng)力（kPa）51020102225154732207436251013530108353510135409635458935508214.030.865.8103.6141.4151.2141.4134.4124.6114.8十字板板剪切切試驗(yàn)驗(yàn)記錄錄表轉(zhuǎn)角（度）原狀土重塑土靈敏度St應(yīng)變儀讀數(shù)剪應(yīng)力（kPa）應(yīng)變儀讀數(shù)剪應(yīng)力（kPa）51020102225154732207436251013530108353510135409635458935508214.030.865.8103.6141.4151.2141.4134.4124.6114.828.035.044.850.449.049.049.049.049.0十字板板剪切切試驗(yàn)驗(yàn)記錄錄表轉(zhuǎn)角（度）原狀土重塑土靈敏度St應(yīng)變儀讀數(shù)剪應(yīng)力（kPa）應(yīng)變儀讀數(shù)剪應(yīng)力