十字板剪切实验

2024年3月29日发(作者：)

高等土力学22页

将十字钢板插入土中，施加扭矩达到最大值T

max

时，十字板在土中被扭动（如高土图

1-29），通过那个扭矩来计算土的抗剪强度，关于野外实验，板高与外径之比一样为H/D=2。

关于各向同性的土：



f

=

6

T

max

7πD

3

事实上，现场土常常是各向异性的，关于正常固结土，水平面上的抗剪强度一样大于垂

直面上的抗剪强度。用上述公式计算的τ

f

一样偏大，常通过修正后利用。

适用于软塑到硬塑状态的粘土，关于饱和软粘土，它测得的抗剪强度相当于不排水抗剪

强度c

u

。

十字板剪切实验是在钻孔中进行的，其目的是测定饱水软粘土的抗剪强度。

十字板剪切试验适用条件：

（1）沿海软土分布地区但不会有砂层、砾石、贝壳等成分的软粘土。

（2）会有粉砂夹层者，其测定结果往往偏大。

可以获得的物理力学性质参数

软土的不排水抗剪强度（Cu）；

计算重塑土不排水抗剪强（Cu`），绘制抗剪强度随实验深度的转变曲线；

计算出的灵敏度（S），估量地基允许承载力[R]及确信软土路堤的临界高度或极限高度和变形模量（E0）。

要紧实验目的

1.测求饱和粘性土的不排水 抗剪强度和灵敏度； 不排水抗剪强度峰

2.估算地基土承载力和单桩 十字板剪 值cu(kPa)和残余值 承载力；

3.切实验 c’u(kPa) 3 计算边坡稳固性；

4.判定软粘性土的应力历史 。

注意事项：

1实验进程中，插入不同深度、十字板插入深度不该小于钻孔或套管直径的3-5倍；孔间距

大于米。

2、十字板插入土后应停留2-3分钟，太短或太长会使强度减小或增大。

3、剪切速度一样为1°-2°/10秒，过快（粘滞性）过慢（固结）会使强度增加。一样3-10分

钟会显现峰值后应继续剪切1分钟。

4、测出峰值后应快速转动6周，测重塑土的不排水抗剪强度。

5、十字板的规格：板高/板宽=2，刃角60°，面积比=13%-14%（越小越好）。

6、由于圆柱侧面和顶面达到剪切破坏不是同时的，因此强度并非是真正的峰值，

是一种平均抗剪强度

实验3：十字板剪切实验

这是一种原位测试土抗剪强度的方式。室内的抗剪强度测试要求取得原状土样。但由于试样在采取、输送、

保留和制备等方面不可幸免地受到扰动，含水量也很难维持，专门是关于高灵敏度的软粘土，室内实验结

果的精度就受到阻碍。十字板剪切实验不需取原状土样，实验时的排水条件、受力状态与土所处的天然状

态比较接近，关于很难取样的土，如软粘土，也能够进行测试。原理如下：

实验时先将套管打到预定的深度，并将套管内的土清除。将十字板装在钻杆的下端后，通过套管压入

土中，压入深度约为750mm。然后由地面上的扭力设备对钻杆施加扭矩，使埋在土中的十字板扭转，直至

土剪切破坏。破坏面为十字板旋转所形成的圆柱面。

设剪切破坏时所施加的扭矩为M，那么它应该与剪切破坏圆柱面(包括侧面和上下面)上土的抗剪强度

所产生的抗击力矩相等，即

式中 M--剪切破坏时的扭力矩，kN×m；

、 --剪切破坏时的圆柱体侧面和上下面土的抗剪强度，kPa；

H--十字板的高度，m；

D--十字板的直径，m。

严格地讲， 和 是不同的。爱斯(Aas)曾利用不同的D/H的十字剪力仪测定饱和粘性土的抗剪

/ =～，关于稍超固结的饱和软粘土，

= ，将这一假设代入式(3-15)

强度。实验结果说明：关于所实验的正常固结饱和粘性土，

/

中，得

=。有效上为了简化计算，目前在常规的十字板实验中仍假设