2023-02-21 11:14:13 广州欧美大地仪器科技有限公司
(1)十字板尺寸:常用的十字板尺寸为矩形,高径比(H/D为2)。国外使用的十字板尺寸与国内常用的十字板尺寸不同,见表1。
十字板尺寸 | H(mm) | D(mm) | 厚度(mm) |
国内 | 100 | 50 | 2-3 |
150 | 75 | 2-3 | |
国外 | 125±12.5 | 65±12.5 | 2 |
表1 十字板尺寸
(2)对于钻孔十字板剪切试验,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。
图2 各种不同类型的十字板头
(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。
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表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M1 和圆柱底面的抵抗扭矩M2 组成。
影响十字板剪切试验的因素很多,有些因素,如十字板厚度、间歇时间和扭转速率等。已由技术标准加以控制了,但有些因素是无法人为控制的。例如:土的各向异性,剪切面剪应力的非均匀分布,应变软化和剪切破坏圆柱直径大于十字板直径等等。所有这些因素的影响大小,均与土类,土的塑性指数Ip 和灵敏度St 有关。当Ip 高,St 大,各因素的影响也大。故对于高塑性的灵敏粘土,对十字板剪切试验的成果,要做慎重分析。
十字板剪切试验适用于灵敏度St<10,固结系数Cv<100m2/年的均质饱和软粘性土。其目的有:
(1)测定原位应力条件下软粘土的不排水抗剪强度Cu;
(2)估算软粘性土的灵敏度St。
图3 十字板剪切试验应用于工程勘察
十字板剪切试验成果主要有:十字板不排水抗剪强度Cu 随深度的变化曲线,即Cu-h 关系曲线。
图4 抗剪强度随深度变化曲线
(1)Geotech电测十字板剪切仪(EVT 2000)
(2)Geomil电测十字板剪切仪(GVT-100)
(3)Geonor十字板剪切仪
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