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     十字板剪切試驗(yàn)是一種用十字板測(cè)定飽和軟粘性土不排水抗剪強(qiáng)度和靈敏度的試驗(yàn),，屬于土體原位測(cè)試試驗(yàn)的一種,。它是將十字板頭由鉆孔壓入孔底軟土中,，以均勻的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，通過一定的測(cè)量系統(tǒng),，測(cè)得其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需之力矩,，直至土體破壞，從而計(jì)算出土的抗剪強(qiáng)度,。由十字板剪力試驗(yàn)測(cè)得之抗剪強(qiáng)度代表孔內(nèi)土體的天然強(qiáng)度（不排水抗剪強(qiáng)度）,。

    試驗(yàn)原理與計(jì)算

    原理

    根據(jù)十字板儀的不同,，試驗(yàn)可分為普通十字板剪切試驗(yàn)和電測(cè)十字板剪切試驗(yàn)；根據(jù)貫入土體的不同方式,，可分為預(yù)鉆孔十字板剪切試驗(yàn)和自鉆孔十字板剪切試驗(yàn),。

    但其原理是，對(duì)土體施加一定扭矩,，將土體剪壞,，測(cè)定土體因抗剪對(duì)試驗(yàn)儀產(chǎn)生的大扭矩，通過還算得到土體抗剪強(qiáng)度值,。 [1]

    計(jì)算

    試驗(yàn)假設(shè)：

    1,、土體是各向同性介質(zhì)。

    2,、破壞土體的高度為十字板高度,，直徑為十字板頭直徑。

    設(shè)剪切破壞時(shí)所施加的扭矩為M,，則它與土體抗剪時(shí)的抵抗力矩相等,，即

    式中：

    D為十字板直徑(m );Dl為十字板的軸桿直徑（m），H為十字板高度（m）,。

    當(dāng)軸桿直徑Dl足夠小時(shí),，多項(xiàng)式后一項(xiàng)忽略不計(jì)，上述公式簡(jiǎn)化為:

    取Cv=Ch,，以Cu（待測(cè)土體抗剪強(qiáng)度）代替兩個(gè)參數(shù)時(shí),，上述公式進(jìn)一步簡(jiǎn)化:

    技術(shù)要求

    1、十字板插入深度不應(yīng)小于鉆孔或套管直徑的3-5倍,；孔間距大于0.75-1米,。

    2、十字板插入土后應(yīng)停留2-3分鐘,，太短或太長(zhǎng)會(huì)使強(qiáng)度減小或增大,。

    3、剪切速度一般為1°-2°/10秒,，過快（粘滯性）過慢（固結(jié)）會(huì)使強(qiáng)度增加,。一般3-10分鐘會(huì)出現(xiàn)峰值后應(yīng)繼續(xù)剪切1分鐘。

    4,、測(cè)出峰值后應(yīng)快速轉(zhuǎn)動(dòng)6周,，測(cè)重塑土的不排水抗剪強(qiáng)度。

    使用方法

    1,、根據(jù)地質(zhì)勘探的布點(diǎn)要求,，選取好位置，先在觸探試驗(yàn)點(diǎn)兩旁的地上擰兩個(gè)地錨，擰前用鐵鍬在錨地點(diǎn)挖一個(gè)V型坑,，坑深25-30cm,然后將地錨豎在V型槽內(nèi)以緩慢的速度擰下,，擰錨時(shí)用地錨壓鐵套在地錨桿上，將兩根加力桿分別插在地錨壓鐵兩邊,，兩人或多人以推磨狀地錨緩慢旋轉(zhuǎn)擰下,，兩根地錨相距約0.8m，然后將地面鏟平,，鋪上兩塊木墊板,。

    2、與底架槽鋼,，用3個(gè)M8螺釘連接好后,，安放在墊木板上，使兩根已下好的錨位于支架兩邊,，兩根槽鋼的中部,，再將地錨壓鐵套在錨桿上，使底架槽鋼與壓鐵相互連接,，插好地錨銷釘，將3螺絲釘旋在地錨壓鐵的螺孔中,，矩形旋入使其頂緊底架槽鋼,，施壓時(shí)注意貫入支架bixu與地面垂直，若不垂直可將一邊螺釘繼續(xù)旋入以達(dá)到垂直的目的,，如貫入支架與地面傾斜,，螺釘壓緊已無法調(diào)整，可以松開螺釘,，抽動(dòng)一邊墊板（高的一端）使墊板下土向兩邊推去減少其高度,，以保證支架垂直地面。

    3,、把帶有一端電纜線的探頭與已穿好探桿的電纜線相連接,，用滌綸絕緣膠帶紙纏封插頭處，以防進(jìn)水受潮和增加插座的抗拉力,。將diyi根探桿連接,，連接時(shí)一手握著探頭，一手握著每節(jié)探桿,，探頭不動(dòng),，轉(zhuǎn)動(dòng)探桿，使其連接,。切勿轉(zhuǎn)動(dòng)探頭,，以免電纜線斷裂。

    4,、將帶有探頭已穿好的電纜的探桿,，放在觸探機(jī)一側(cè),，取出帶有探頭的探桿，將探桿從上面板上對(duì)峙下面板的圓孔中穿過,，使探頭桿在下面板的圓孔對(duì)好,，將探桿用探桿接頭依次連接。

    5,、將靜力觸探測(cè)力儀放在探桿旁邊,，電纜線的另一端與靜力觸探測(cè)量?jī)x接好。儀表的接線盒調(diào)整,，見靜力觸探測(cè)量?jī)x使用說明書,。儀表調(diào)整時(shí)需將探頭垂直空避免陽光直射，將U型卡塊卡在探桿街頭上,，將山形壓板放在U型卡塊的下面,，使其兩邊槽卡主鏈條，重?fù)艨ㄖ魈綏U,，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把使山形壓板卡住的兩根鏈條上的加長(zhǎng)銷由下向上運(yùn)動(dòng),，直至加長(zhǎng)銷帶動(dòng)山形板及探桿抬起，懸空垂直地面,，讀取初讀數(shù),。

    6、儀表調(diào)整完畢準(zhǔn)備工作就緒,，就開始工作,。可由4人操作,，分工是兩人專管搖把,，以均勻的速度將探桿壓下，一人放取探桿接頭上的U型卡塊和山形板兼顧接探桿,，一人記錄測(cè)量?jī)x表讀數(shù),。工作時(shí)將U型卡塊卡在探桿上，再將山形板放置在U型卡塊上,，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把,，使加長(zhǎng)銷壓住山形板，當(dāng)加長(zhǎng)銷壓住山形板工作時(shí),，使探桿以每分鐘0.8-1.2m的速度向下貫入,。

    7、將立柱上自行劃上10cm一檔的標(biāo)尺,，觀察山形板下壓移動(dòng)的位置,，記錄人員每10cm記一儀表數(shù)。

    8、當(dāng)一節(jié)探桿壓入底部時(shí),，山形板與U型卡塊接近下面板（探桿向下貫入時(shí)另一節(jié)探桿可根據(jù)情況在工作中雨向下貫入的探桿連接）,，這時(shí)停止搖把轉(zhuǎn)動(dòng)，握搖把的手juedui不能一下松開,，要慢慢反方向轉(zhuǎn)動(dòng)直至鏈條變形引起的彈力消除,，否則會(huì)因彈力將搖把猛然彈回而傷人。將山形板和U型卡塊取出,，放在上面接頭上,，重復(fù)上述過程中，是探桿不斷壓入土中,，直至貫入到預(yù)定觸探深度阻力儀表的極限,，貫入即告結(jié)束。

    9,、在探頭貫入過程中,，若因貫入阻力太大而將地錨稍稍拔起、機(jī)架上臺(tái),，應(yīng)停止貫入,，是機(jī)架下落，將地錨壓鐵上蝴蝶螺釘旋一旋,，使之再次壓住低價(jià)鋼槽,。下錨時(shí)先要根據(jù)表土的松軟情況，選用合適的地錨葉片,，換葉片時(shí)只需將錨桿前的錨錐頭擰下，卸下葉片換上所需葉片,，將錨錐頭重新擰緊,。

    10、為了消除因溫度變化對(duì)初讀數(shù)的影響,，在初貫入的3-5cm內(nèi)每貫入1cm須將探桿往上稍提一下,，在探頭不受力的情況下，記取初讀數(shù),。其操作方法是停止轉(zhuǎn)動(dòng)搖把將山形壓板到U型卡塊下面反轉(zhuǎn)搖把,，將探桿往上稍提一下，記取讀數(shù),。

    11,、貫入結(jié)束后即可將探桿拔起，拔起時(shí)將山形板放在U型卡塊下面,，反轉(zhuǎn)搖把,，是探桿拔起。當(dāng)拔過幾根后，搖把搖起來覺得輕松時(shí),，可將搖把查到齒輪軸的軸頭上,，這樣拔桿速度可提高4倍。

    12,、探桿全部拔起,，搬開觸探機(jī)架擰出地錨，一次實(shí)驗(yàn)便告結(jié)束.

    注意事項(xiàng)

    1,、十字板的規(guī)格：形狀宜為矩形,，板高/板寬=2，板厚2mm~3mm,，刃角60°,，面積比=13%-14%（板越小對(duì)土體擾動(dòng)越小，測(cè)量值越好）,。對(duì)于鉆孔十字板剪切試驗(yàn),，十字板插入孔底以下的深度應(yīng)大于5倍鉆孔徑，以保證十字板能在不擾動(dòng)土中進(jìn)行剪切試驗(yàn)

    2,、由于圓柱側(cè)面和頂面達(dá)到剪切破壞不是同時(shí)的,，因此強(qiáng)度并不是真正的峰值，是一種平均抗剪強(qiáng)度,。

    3,、十字板插入土中與開始扭剪的間歇時(shí)間應(yīng)小于5min。因?yàn)椴迦霑r(shí)產(chǎn)生的超孔隙水壓力的消散,，會(huì)使側(cè)向有效應(yīng)力增長(zhǎng),。拖斯坦桑(Torstensson(1977))發(fā)現(xiàn)間歇時(shí)間為1h和7d的，試驗(yàn)所得不排水抗剪強(qiáng)度比間歇時(shí)間為5min的,，約分別增長(zhǎng)9%和19%,。

    4、扭剪速率也應(yīng)很好控制,。剪切速率過慢,，由于排水導(dǎo)致強(qiáng)大增長(zhǎng)。剪切速率過快,，對(duì)飽和軟粘性土由于粘滯效應(yīng)也使強(qiáng)度增長(zhǎng),。一般應(yīng)控制扭剪速率為1?！?,。/10s，并以此作為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)速率,，以便能在不排水條件下進(jìn)行剪切試驗(yàn),。測(cè)記每扭轉(zhuǎn)1,。的扭矩，當(dāng)扭矩出現(xiàn)峰值或穩(wěn)定值后,，要繼續(xù)測(cè)讀1min,，以便確認(rèn)峰值或穩(wěn)定扭矩。