十字板剪切试验计算

十字板剪切试验计算 十字板剪切试验 试验目的,1、掌握十字板剪切试验的工作原理, 2、掌握十字板剪切试验的实用方法及注意事项, 3、试验数据的处理。 一、十字板剪切试验的基本原理 十字板剪切试验包括钻孔十字班剪切试验和贯入电测十字板剪切试验，其基本原理都是:施加一定的扭转力矩，将土体剪坏，测定土体对抗扭剪的最大力矩，通过换算得到土体抗剪强度值(假定a=0)。假设土体是各向同性介质，即水平面的不排水抗剪强度(Cu)h与垂直面上的不排水抗剪强度(Cu)v相同:(Cu)v=(Cu)h。旋转十字板头时，在土体中形成一个直径为D，高为H的圆柱剪切破坏面。由于假设土体是各向同性的，因此该圆柱剪损面的侧面及顶底面上各点的抗剪强度相等，则旋转过程中，土体产生的最大抗扭矩M由圆柱侧表面的抵抗扭矩。 二、十字板剪切试验的基本技术要求 (1)十字板尺寸:常用的十字板尺寸 十字板尺寸 表8-33 为矩形，高径比(H/D为2)。国外使使字板尺寸 H,mm, D,mm, 厚度,mm, 用的十字板尺寸与国内常用的十字 100 50 2，3 板尺寸不同，见表8-33。 国内 150 75 2，3 (2)对于钻孔十字板剪切试验， 国外 12512.5 62.512.5 2 ,,十字板插入孔底以下的深度应大于5 倍钻孔径，以保证十字板能在不扰动土中进行剪切试验。 (3)十字板插入土中与开始扭剪的间歇时间应小于5min。因为插入时产生的超孔隙水压力的消散，会使侧向有效应力增长。拖斯坦桑(Torstensson(1977)) 发现间歇时间为1h和7d的，试验所得不排水抗剪强度比间歇时间为5min的，约分别增长9%和19%。 (4)扭剪速率也应很好控制。剪切速率过慢，由于排水导致强大增长。剪切速率过快，对饱和软粘性土由于粘滞效应也使强度增长。一般应控制扭剪速率为。。1,2/10s，并以此作为统一的标准速率，以便能在不排水条件下进行剪切试验。 。测记每扭转1的扭矩，当扭矩出现峰值或稳定值后，要继续测读1min，以便确认峰值或稳定扭矩。 (5)重塑土的不排水抗剪强度，应在峰值强度或稳定值强度出现后，顺剪切扭转方向连续转动6圈后测定。 (6)十字板剪切板试验抗剪强度的测定精度应达到1,2kPa。 (7)为测定软粘性土不排水抗剪强随深度的变化，试验点竖向间距应取为1m，或根据静力触探等资料布置验点。 三、注意事项 1、十字板的规格:板高/板宽=2，刃角60?，面积比=13%-14%(越小越好)。 2、由于圆柱侧面和顶面达到剪切破坏不是同时的，因此强度并不是真正的峰值，是一种平均抗剪强度。 四、试验报告内容 实验记录的数据如上表 根据上表可以得,原状土剪切破坏峰值为εy=376,重塑土剪切破坏峰值为εc=115，轴杆与土之间摩擦及机械消耗阻力峰值为εg=59,H=160cm。 M,M，M12 式中: D,,MCDH1u2 1D，，2 ,2(),,MCDu2,,42，， 则: 111H,222 M,CHD，CD,CD(，),,,,uuu242D2因为M=(P-f)R 2K=2R/πD(D/3+H) -4-2解得，K=4.05x10cm 原状土抗剪切强度为: -4-2Cu=0.1K*c(εy,εg)=0.1x4.05x10x0.8x(376-59)=1.03x10kPa 重塑土抗剪切强度为: -4-3C’u=0.1K*c(εc-εg)= 0.1x4.05x10x0.8x(115-59)=1.81x10 kPa 土的灵敏: -2-3=St=Cu/C’u=1.03x10/1.81x105.6 fk地基承载力标准值(kPa)的公式为: ，，f,2C，,h ku ,――土的重度(kN/m3); 式中: h―基础埋置深度(m)。 -6，，f,2C，,h =2 x1.03x10+18 x1.6=28.80kpa ku -6-6桩端阻力: q=9Cu=9x1.03x10=9.27 x10 kpa p -6-7桩侧阻力: q=αCu=0.66 x1.03x10=6.80 x10kpa s -6-7-6桩的极限端承力:q= q q=9.27 x10+6.80 x10=9.95x10 kpa p+s