1、第六節(jié) 十字板剪切試驗(yàn),一、定義 十字板剪切試驗(yàn)(FVST： field vane shear test)是用插入軟粘土中的十字板頭，以一定的速率旋轉(zhuǎn)，測出土的抵抗力矩，然后換算成土的抗剪強(qiáng)度的一種測試方法。,FVST主要用于測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，特別是對難以取樣的靈敏度高的粘性土，可以在現(xiàn)場對基本上處于天然應(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) 野外測試設(shè)備輕便，操作容易。 (3) 測試速度較快，效率高，成果整理簡單。 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，對硬塑粘性土和含有礫石雜物的土不宜采用

2、，否則會損傷十字板頭。,二、測試原理,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。,CH,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D1,FVST 是對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、測試設(shè)備,壓入主機(jī) 十字板頭 扭力傳感器 量測扭力的儀表 施加扭力裝置 其它（探桿等）,國內(nèi)外常用十字板尺寸,四、測試步驟,（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；

3、 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)場十字板剪切測試,平整場地，安裝機(jī)架，并固定 把板頭壓至測試深度 卡住鉆桿，并調(diào)零 轉(zhuǎn)動手柄，旋轉(zhuǎn)鉆桿，使板頭產(chǎn)生扭矩(每10秒使搖柄轉(zhuǎn)動一圈，每轉(zhuǎn)動一圈測記應(yīng)變讀數(shù)一次。 ) 測量扭矩直至峰值出現(xiàn) 松動鉆桿 完全擾動測試土體，重復(fù)2-5測量擾動土的剪切強(qiáng)度。,注意事項(xiàng)：,應(yīng)先將電纜穿過施加扭力裝置的中心孔，然后再穿入探桿； 在扭剪前，應(yīng)讀取初始讀數(shù)或?qū)x器調(diào)零； 勻速轉(zhuǎn)動手搖柄，搖柄每轉(zhuǎn)一圈，十字板頭旋轉(zhuǎn)一度。 測試重塑土?xí)r，用扳手或管鉗快速將探桿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)6圈，使十字板頭周圍的土充分?jǐn)_動后，立即擰緊鉆桿夾具,四、測試數(shù)據(jù)處理,

4、計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度 Cu,表格,計(jì)算重塑土的抗剪強(qiáng)度Cu/ 計(jì)算土的靈敏度St,表格,表格,繪制抗剪強(qiáng)度與轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線,繪制抗剪強(qiáng)度與深度的關(guān)系曲線,五、測試精度影響因素,十字板頭的旋轉(zhuǎn)速率1）剪切（旋轉(zhuǎn)）速率越大，抗剪強(qiáng)度越大，應(yīng)規(guī)定一個(gè)統(tǒng)一的旋轉(zhuǎn)速率（1/10s）2）對一般粘性土，最大的抗剪強(qiáng)度出現(xiàn)在20-30之間，所用時(shí)間為3-5min，屬不排水抗剪強(qiáng)度 土的各向異性1）在板頭范圍內(nèi)，土的非均一性2）天然土層的抗剪強(qiáng)度的非等向性,十字板頭的規(guī)格指十字板頭的形狀、板厚及軸桿直徑板厚及軸桿直徑越大，板頭插入土中對土的擾動越大，抗剪強(qiáng)度越小75mm150mm，厚3mm，軸徑16mm50mm10

5、0mm，厚2mm，軸徑13mm 排水條件測定的結(jié)果為土的不排水抗剪強(qiáng)度（=0時(shí)的C值），但實(shí)際測試中，已有部分排水，所測Cu值偏大，應(yīng)修正 其它,十字板剪切試驗(yàn)影響因素表,*該表源自巖土工程地質(zhì)手冊2006,六、結(jié)果的應(yīng)用,估算地基容許承載力對于內(nèi)摩擦角為零的飽和軟粘土，可以用下式估算地基容許承載力R R=2Cu+h 式中： 基礎(chǔ)底面以上土的容重； h基礎(chǔ)埋深。 預(yù)估單樁承載力在飽和軟粘土中，單樁的極限端阻力qp和極限側(cè)摩阻力qf可由下式計(jì)算,工程實(shí)例,求軟粘土靈敏度野外十字板剪切實(shí)驗(yàn)是確定軟粘土靈敏度的最可靠的方法 其它如確定地基土的強(qiáng)度,十字板剪切試驗(yàn)記錄表,14.0,30.8,65.8,103.6,141.4,151.2,141.4,134.4,124.6,114.8,十字板剪切試驗(yàn)記錄表,14.0,30.8,65.8,103.6,141.4,151.2,141.4,134.4,124.6,114.8,28.0,35.0,44.8,50.4,49.0,49.0,49.0,49.0,49.0,十字板剪切試驗(yàn)記錄表,14.0,30.8,65.8,103