-十字板剪切试验(PPT)

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1、第5章十字(shízì)板剪切试验第一页，共三十七页。目录1.概述2.十字板测试原理3.电测式十字板剪切试验4.影响测试成果(chéngguǒ)的主要因素5.成果的应用6.新产品介绍7.试验总结与要求第二页，共三十七页。1.概述(ɡàishù)十字板剪切试验(VaneShearTest,简称VST)适用于原位测定饱水软粘土的不排水抗剪强度。所测得的抗剪强度值，相当于试验深度处天然土层在原位压力下固结的不排水抗剪强度;由于十字板剪切试验不需要采取土样，防止了土样扰动及天然应力状态的改变，是一种有效的现场测试方法。根据十字板仪的不同，十字板剪

2、切试验可分为普通十字板和电测十字板;根据贯入方式的不同,又可分为预钻孔十字板剪切试验和自钻式十字板剪切试验(Self-BoringVaneShearTest,简称SBVST)。从技术开展和使用方便的角度，自钻式电测十字板仪具有明显的优势。十字板剪切试验在我国沿海(yánhǎi)软土地区被广泛使用。它可在现场根本保持原位应力条件下进行扭剪。适用于灵敏度小于10的均质饱和软粘土。对于不均匀土层，特别是夹有薄层粉细砂或粉土的软粘土。十字板剪切试验会有较大的误差，使用时必须谨慎。第三页，共三十七页。试验项目测定参数主要试验目的十字板剪切试验不排水

3、抗剪强度峰值cu(kPa)和残余值c’u(kPa)1测求饱和粘性土的不排水抗剪强度和灵敏度；2估算地基土承载力和单桩承载力；3计算边坡稳定性；4判断软粘性土的应力历史。第四页，共三十七页。优点(yōudiǎn)和缺点VST主要用于测定饱水软粘土的不排水抗剪强度。它具有以下优点：(1)不用取样，特别是对难以取样的灵敏度高的粘性土，可以在现场对根本上处于天然应力(yìnglì)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

4、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，否那么会损伤十字板头。第五页，共三十七页。2.十字板测试(cèshì)原理十字板剪切试验(shìyàn)的原理，即在钻孔某深度的软粘土中插入规定形状和尺寸的十字板头，施加扭转力矩，将土体剪切破坏，测定土体抵抗扭损的最大力矩，通过换算得到土体不排水抗剪强度。十字板头旋转过程中假设在土体中产生一个高度为H(十字板的高度)、直径为D(十字板头的直径)的圆柱状剪损面，并假定该剪损面的侧面和上、下底面上土的抗剪强度都相等。在剪损过程中，土体产生的最大抵抗力矩M由圆柱侧外表的抵抗力矩M1

5、、和圆柱上下面的抵抗力矩M2两局部组成。即M＝M1+M2。第六页，共三十七页。Cv图中所示为板头侧面的剪切阻力(zǔlì)分布CH图中所示为在板头上(tóushànɡ)、下面的剪切阻力分布。第七页，共三十七页。第八页，共三十七页。VST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(pòhuài)面，测定土剪切破坏(pòhuài)时的最大扭矩，即可得到土的抗剪强度。第九页，共三十七页。3.十字板剪切试验(shìyàn)分类开口(kāikǒu)钢环式十字板剪切仪轻便式十字板剪切仪电测式十字板剪切仪第十页

6、，共三十七页。3.电测式十字(shízì)板剪切试验压入主机十字板头扭力传感器量测扭力的仪表(yíbiǎo)施加扭力装置其它〔探杆等〕第十一页，共三十七页。试验(shìyàn)步骤平整场地，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(zhízhì)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。第十二页，共三十七页。本卷须知(xūzhī)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

7、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(rǎodòng)后，立即拧紧钻杆夹具第十三页，共三十七页。4.试验(shìyàn)条件和影响因素4.1主要适用于饱和软粘性土层，但假设土层含有砂层、砾石、贝壳、树根及其他未分解有机质时不宜采用。测试深度一般(yībān)在30m以内，目前陆上最大测试深度已超过50m。第十四页，共三十七页。4.2影响(yǐngxiǎng)因素1、十字板头的旋转速率〔1〕剪切〔旋转〕速率越大，抗剪强度(qiángd

8、ù)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(qiángdù)出现在20-30之间，所用时间为3-5min，属不排水抗剪强度(qiángdù)2、土的各