第六節(jié)十字板剪切試驗(yàn)一、定義十字板剪切試驗(yàn)(FVST：fieldvanesheartest)是用插入軟粘土中的十字板頭，以一定的速率旋轉(zhuǎn)，測(cè)出土的抵抗力矩，然后換算成土的抗剪強(qiáng)度的一種測(cè)試方法。

FVST主要用于測(cè)定飽水軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度。它具有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)不用取樣，特別是對(duì)難以取樣的靈敏度高的粘性土，可以在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)基本上處于天然應(yīng)力狀態(tài)下的土層進(jìn)行扭剪。所求軟土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)比其他方法都可靠。(2)野外測(cè)試設(shè)備輕便，操作容易。(3)測(cè)試速度較快，效率高，成果整理簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是僅適用于江河湖海的沿岸地帶的軟土，適應(yīng)范圍有限，對(duì)硬塑粘性土和含有礫石雜物的土不宜采用，否則會(huì)損傷十字板頭。二、測(cè)試原理圖中所示為板頭側(cè)面的剪切阻力分布圖中所示為在板頭上、下面的剪切阻力分布。CvCHCvCH設(shè)板頭的直徑和高度為D

、H,十字板頭接觸處軸桿的直徑為D1FVST是對(duì)壓入粘土中的十字板頭施加扭矩，使十字板頭以一定速率旋轉(zhuǎn)，在土層中形成圓柱形的破壞面，測(cè)定土剪切破壞時(shí)的最大扭矩，即可得到土的抗剪強(qiáng)度。三、測(cè)試設(shè)備壓入主機(jī)十字板頭扭力傳感器量測(cè)扭力的儀表施加扭力裝置其它（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(lèi)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)外常用十字板尺寸四、測(cè)試步驟（一）扭力傳感器率定將板頭與傳感器連接，擰緊后，把板頭插入率定儀的規(guī)定座內(nèi)；逐級(jí)施加扭矩，并記錄儀表的讀數(shù)，直到傳感器的最大容許扭矩；繪制扭矩與讀數(shù)的關(guān)系曲線，確定傳感器的率定系數(shù)。（二）現(xiàn)場(chǎng)十字板剪切測(cè)試平整場(chǎng)地，安裝機(jī)架，并固定把板頭壓至測(cè)試深度卡住鉆桿，并調(diào)零轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，旋轉(zhuǎn)鉆桿，使板頭產(chǎn)生扭矩(每10秒使搖柄轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈測(cè)記應(yīng)變讀數(shù)一次。)測(cè)量扭矩直至峰值出現(xiàn)松動(dòng)鉆桿完全擾動(dòng)測(cè)試土體，重復(fù)2-5測(cè)量擾動(dòng)土的剪切強(qiáng)度。注意意事事項(xiàng)項(xiàng)：：應(yīng)先先將將電電纜纜穿穿過(guò)過(guò)施施加加扭扭力力裝裝置置的的中中心心孔孔，，然然后后再再穿穿入入探探桿桿；；在扭扭剪剪前前，，應(yīng)應(yīng)讀讀取取初初始始讀讀數(shù)數(shù)或或?qū)x儀器器調(diào)調(diào)零零；；勻速速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)手手搖搖柄柄，，搖搖柄柄每每轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一一圈圈，，十十字字板板頭頭旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一一度度。。測(cè)試試重重塑塑土土?xí)r時(shí)，，用用扳扳手手或或管管鉗鉗快快速速將將探探桿桿順順時(shí)時(shí)針針?lè)椒较蛳蛐D(zhuǎn)轉(zhuǎn)6圈圈，，使使十十字字板板頭頭周周?chē)鷩牡耐镣脸涑浞址謹(jǐn)_擾動(dòng)動(dòng)后后，，立立即即擰擰緊緊鉆鉆桿桿夾夾具具四、、測(cè)測(cè)試試數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理計(jì)算算土土的的抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度Cu表格格計(jì)算算重重塑塑土土的的抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度Cu/計(jì)算算土土的的靈靈敏敏度度St表格格表格格繪制制抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度與與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角的的關(guān)關(guān)系系曲曲線線繪制制抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度與與深深度度的的關(guān)關(guān)系系曲曲線線五、、測(cè)測(cè)試試精精度度影影響響因因素素十字字板板頭頭的的旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速率率1））剪剪切切（（旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)））速速率率越越大大，，抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度越越大大，，應(yīng)應(yīng)規(guī)規(guī)定定一一個(gè)個(gè)統(tǒng)統(tǒng)一一的的旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速率率（（1°°/10s））2））對(duì)一一般般粘粘性性土土，，最最大大的的抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度出出現(xiàn)現(xiàn)在在20-30之之間間，，所所用用時(shí)時(shí)間間為為3-5min，，屬不不排排水水抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度土的的各各向向異異性性1））在在板板頭頭范范圍圍內(nèi)內(nèi)，，土土的的非非均均一一性性2））天天然然土土層層的的抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度的的非非等等向向性性十字字板板頭頭的的規(guī)規(guī)格格指十十字字板板頭頭的的形形狀狀、、板板厚厚及及軸軸桿桿直直徑徑板板厚厚及及軸軸桿桿直直徑徑越越大大，，板板頭頭插插入入土土中中對(duì)對(duì)土土的的擾擾動(dòng)動(dòng)越越大大，，抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度越越小小75mm××150mm，，厚3mm，，軸徑徑16mm50mm××100mm，，厚2mm，，軸徑徑13mm排水水條條件件測(cè)定定的的結(jié)結(jié)果果為為土土的的不不排排水水抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度（（=0時(shí)時(shí)的的C值）），，但但實(shí)實(shí)際際測(cè)測(cè)試試中中，，已已有有部部分分排排水水，，所所測(cè)測(cè)Cu值偏大，應(yīng)修修正其它十字板剪切試試驗(yàn)影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）*該表源自《巖土工程地質(zhì)質(zhì)手冊(cè)》2006六、結(jié)果的應(yīng)應(yīng)用估算地基容許許承載力對(duì)對(duì)于內(nèi)摩擦角角為零的飽和和軟粘土，可可以用下式估估算地基容許許承載力[R][R]=2Cu+h式中：—基礎(chǔ)底面以上上土的容重；；h—基礎(chǔ)埋深。預(yù)估單樁承載載力

在飽和和軟粘土中，，單樁的極限限端阻力qp和極限側(cè)摩阻阻力qf可由下式計(jì)算算工程實(shí)例求軟粘土靈敏敏度

野外十十字板剪切實(shí)實(shí)驗(yàn)是確定軟軟粘土靈敏度度的最可靠的的方法其它

如確定定地基土的強(qiáng)強(qiáng)度十字板剪切試試驗(yàn)記錄表轉(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剪切試試驗(yàn)記錄表轉(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剪切試試驗(yàn)記錄表轉(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