十字板剪切试验

null第七章 十字板剪切试验第七章 十字板剪切试验十字板剪切试验十字板剪切试验第一节 概述 第二节 静力触探 第三节 圆锥动力触探试验 第四节 标准贯入试验 第五节 载荷试验 第六节 旁压试验 第七节 十字板剪切试验一、定义一、定义十字板剪切试验(FVST： field vane shear test)是用插入软粘土中的十字板头，以一定的速率旋转，测出土的抵抗力矩，然后换算成土的抗剪强度的一种测试方法。null FVST主要用于测定饱水软粘土的不排水抗剪强度。它具有下列优点： (1) 不用取样，特别是对难以取样的灵敏度高的粘性土，可以在现场对基本上处于天然应力状态下的土层进行扭剪。所求软土抗剪强度指标比其他方法都可靠。 (2) 野外测试设备轻便，操作容易。 (3) 测试速度较快，效率高，成果整理简单。 其缺点是仅适用于江河湖海的沿岸地带的软土，适应范围有限，对硬塑粘性土和含有砾石杂物的土不宜采用，否则会损伤十字板头。null二、测试原理 图中所示为板头侧面的剪切阻力分布 图中所示为在板头上、下面的剪切阻力分布。 nullnullFVST 是对压入粘土中的十字板头施加扭矩，使十字板头以一定速率旋转，在土层中形成圆柱形的破坏面，测定土剪切破坏时的最大扭矩，即可得到土的抗剪强度。三、测试设备三、测试设备压入主机 十字板头 扭力传感器 量测扭力的仪表 施加扭力装置 其它（探杆等）四、测试步骤四、测试步骤（一）扭力传感器率定 将板头与传感器连接，拧紧后，把板头插入率定仪的规定座内； 逐级施加扭矩，并记录仪表的读数，直到传感器的最大容许扭矩； 绘制扭矩与读数的关系曲线，确定传感器的率定系数。（二）现场十字板剪切测试（二）现场十字板剪切测试平整场地，安装机架，并固定 把板头压至测试深度 卡住钻杆，并调零 转动手柄，旋转钻杆，使板头产生扭矩(每10秒使摇柄转动一圈，每转动一圈测记应变读数一次。 ) 测量扭矩直至峰值出现 松动钻杆 完全扰动测试土体，重复2-5测量扰动土的剪切强度。注意事项：注意事项：应先将电缆穿过施加扭力装置的中心孔，然后再穿入探杆； 在扭剪前，应读取初始读数或将仪器调零； 匀速转动手摇柄，摇柄每转一圈，十字板头旋转一度。 测试重塑土时，用扳手或管钳快速将探杆顺时针方向旋转6圈，使十字板头周围的土充分扰动后，立即拧紧钻杆夹具四、测试数据处理四、测试数据处理计算土的抗剪强度 Cunull计算重塑土的抗剪强度Cu′ 计算土的灵敏度St 表格表格null绘制抗剪强度与转角的关系曲线绘制抗剪强度与深度的关系曲线五、测试精度影响因素五、测试精度影响因素十字板头的旋转速率 1）剪切（旋转）速率越大，抗剪强度越大，应规定一个统一的旋转速率（1°/10s） 2）对一般粘性土，最大的抗剪强度出现在20-30之间，所用时间为3-5min，属不排水抗剪强度 土的各向异性 1）在板头范围内，土的非均一性 2）天然土层的抗剪强度的非等向性null十字板头的规格 指十字板头的形状、板厚及轴杆直径 板厚及轴杆直径越大，板头插入土中对土的扰动越大，抗剪强度越小 75mm×150mm，厚3mm，轴径16mm 50mm×100mm，厚2mm，轴径13mm 排水条件 测定的结果为土的不排水抗剪强度（=0时的C值），但实际测试中，已有部分排水，所测Cu值偏大，应修正 其它 六、结果的应用六、结果的应用估算地基容许承载力 对于内摩擦角为零的饱和软粘土，可以用下式估算地基容许承载力[R] [R]=2Cu+h 式中： —基础底面以上土的容重； h—基础埋深。 预估单桩承载力 在饱和软粘土中，单桩的极限端阻力qp和极限侧摩阻力qf可由下式计算工程实例null求软粘土灵敏度 野外十字板剪切实验是确定软粘土灵敏度的最可靠的方法 其它 如确定地基土的强度十字板剪切试验十字板剪切试验记录表14.030.865.8103.6141.4151.2141.4134.4124.6114.8十字板剪切试验记录表十字板剪切试验记录表14.030.865.8103.6141.4151.2141.4134.4124.6114.828.035.044.850.449.049.049.049.049.0十字板剪切试验记录表十字板剪切试验记录表14.030.865.8103.6141.4151.2141.4134.4124.6114.828.035.044.850.449.049.049.049.049.03.0null四、数据处理绘制弹性膜约束曲线和仪器综合变形曲线 数据校正 把测试数据Pm, Sm校正为P, Snullnull例如：nullnull例如：null绘制旁压测试曲线（如图5-23） 曲线可以分为三部分： 1)第一曲线段 2)直线段 3)尾段曲线段 两个特征点： PL，Pf P0（静止土压力）