十字板剪切试验原理及技术讲义（22图文丰富）

第六节十十字板剪剪切试验一、定义十字板剪切切试验(FVST：：fieldvanesheartest)是用插入软软粘土中的的十字板头头，以一定定的速率旋旋转，测出出土的抵抗抗力矩，然然后换算成成土的抗剪剪强度的一一种测试方方法。FVST主要用于测测定饱水软软粘土的不不排水抗剪剪强度。它它具有下列列优点：(1)不不用取样，，特别是对对难以取样样的灵敏度度高的粘性性土，可以以在现场对对基本上处处于天然应应力状态下下的土层进进行扭剪。。所求软土土抗剪强度度指标比其其他方法都都可靠。(2)野野外测试设设备轻便，，操作容易易。(3)测测试速度较较快，效率率高，成果果整理简单单。其缺点是仅仅适用于江江河湖海的的沿岸地带带的软土，，适应范围围有限，对对硬塑粘性性土和含有有砾石杂物物的土不宜宜采用，否否则会损伤伤十字板头头。二、测试试原理图中所示示为板头头侧面的的剪切阻阻力分布布图中所示示为在板板头上、、下面的的剪切阻阻力分布布。CvCHCvCH设板头的的直径和和高度为为D、H,十字板头头接触处处轴杆的的直径为为D1FVST是对压入入粘土中中的十字字板头施施加扭矩矩，使十十字板头头以一定定速率旋旋转，在在土层中中形成圆圆柱形的的破坏面面，测定定土剪切切破坏时时的最大大扭矩，，即可得得到土的的抗剪强强度。三、测试试设备压入主机机十字板头头扭力传感感器量测扭力力的仪表表施加扭力力装置其它（探探杆等））十字板尺寸H(mm)D(mm)板厚t(mm)国外125±2562.5±12.52国内100502-3国内150752-3

对于不同的土类应选用不同尺寸的十字板头，一般在软黏土中，选择75×150mm的十字板头合适，在稍硬土中可用100×50mm国内外常常用十字字板尺寸寸四、测试试步骤（一）扭扭力传感感器率定定将板头与与传感器器连接，，拧紧后后，把板板头插入入率定仪仪的规定定座内；；逐级施加加扭矩，，并记录录仪表的的读数，，直到传传感器的的最大容容许扭矩矩；绘制扭矩矩与读数数的关系系曲线，，确定传传感器的的率定系系数。（二）现现场十字字板剪切切测试平整场地地，安装装机架，，并固定定把板头压压至测试试深度卡住钻杆杆，并调调零转动手柄柄，旋转转钻杆，，使板头头产生扭扭矩(每每10秒秒使摇柄柄转动一一圈，每每转动一一圈测记记应变读读数一次次。)测量扭矩矩直至峰峰值出现现松动钻杆杆完全扰动动测试土土体，重重复2-5测量量扰动土土的剪切切强度。。注意事事项：：应先将将电缆缆穿过过施加加扭力力装置置的中中心孔孔，然然后再再穿入入探杆杆；在扭剪剪前，，应读读取初初始读读数或或将仪仪器调调零；；匀速转转动手手摇柄柄，摇摇柄每每转一一圈，，十字字板头头旋转转一度度。测试重重塑土土时，，用扳扳手或或管钳钳快速速将探探杆顺顺时针针方向向旋转转6圈圈，使使十字字板头头周围围的土土充分分扰动动后，，立即即拧紧紧钻杆杆夹具具四、测测试数数据处处理计算土土的抗抗剪强强度Cu表格计算重重塑土土的抗抗剪强强度Cu/计算土土的灵灵敏度度St表格表格绘制抗抗剪强强度与与转角角的关关系曲曲线绘制抗抗剪强强度与与深度度的关关系曲曲线五、测测试精精度影影响因因素十字板板头的的旋转转速率率1）剪剪切（（旋转转）速速率越越大，，抗剪剪强度度越大大，应应规定定一个个统一一的旋旋转速速率（（1°°/10s）2））对一般般粘性性土，，最大大的抗抗剪强强度出出现在在20-30之之间，，所用用时间间为3-5min，属不排排水抗抗剪强强度土的各各向异异性1）在在板头头范围围内，，土的的非均均一性性2）天天然土土层的的抗剪剪强度度的非非等向向性十字板板头的的规格格指十字字板头头的形形状、、板厚厚及轴轴杆直直径板板厚厚及轴轴杆直直径越越大，，板头头插入入土中中对土土的扰扰动越越大，，抗剪剪强度度越小小75mm××150mm，，厚3mm，，轴径16mm50mm×100mm，厚2mm，，轴径13mm排水条条件测定的的结果果为土土的不不排水水抗剪剪强度度（=0时的的C值），，但实实际测测试中中，已已有部部分排排水，，所测测Cu值偏大大，应应修正正其它十字板板剪切切试验验影响响因素素表因素一般影响程度（%）1）十字板厚度－（10-25）2）十字板插入对土的扰动－（15-25）3）插入后间歇时间较长＋（20-50）4）土各向异性较各向同性＋（5-10）5）应变软化＋106）剪切面剪应力非均匀分布＋（6-9）7）破坏圆柱直径大于十字板直径＋58）扭转速率：对

的土对

的土±（5-20）±（30-40）9）钢环式较电测式＋（15-20）*该表源源自《岩土工工程地地质手手册》2006六、结结果的的应用用估算地地基容容许承承载力力对对于内内摩擦擦角为为零的的饱和和软粘粘土，，可以以用下下式估估算地地基容容许承承载力力[R][R]=2Cu+h式中：：—基础底底面以以上土土的容容重；；h—基础埋埋深。。预估单单桩承承载力力在在饱和和软粘粘土中中，单单桩的的极限限端阻阻力qp和极限限侧摩摩阻力力qf可由下下式计计算工程实实例求软粘粘土灵灵敏度度野野外十十字板板剪切切实验验是确确定软软粘土土灵敏敏度的的最可可靠的的方法法其它如如确确定地地基土土的强强度十字板板剪切切试验验记录录表转角（度）原状土重塑土灵敏度St应变仪读数剪应力（kPa）应变仪读数剪应力（kPa）51020102225154732207436251013530108353510135409635458935508214.030.865.8103.6141.4151.2141.4134.4124.6114.8十字板板剪切切试验验记录录表转角（度）原状土重塑土灵敏度St应变仪读数剪应力（kPa）应变仪读数剪应力（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试验验记录录表转角（度）原状土重塑土灵敏度St应变仪读数剪应力（kPa）应变仪读数剪应力