巖土工程師專業(yè)輔導(dǎo):原位試驗(yàn)-十字板剪切試驗(yàn)

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十字板剪切試驗(yàn)適用于測(cè)定飽和軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度和靈敏度。
    (一)、試驗(yàn)原理
    其原理是用插入土中的標(biāo)準(zhǔn)十字板探頭以一定的速率旋轉(zhuǎn),量測(cè)破壞時(shí)的抵抗力矩,測(cè)求出土的不排水抗剪強(qiáng)度Cu。
    (二)、影響因素分析
    影響十字板剪切試驗(yàn)的因素很多,各影響因素對(duì)Cu的影響見(jiàn)下表。
     十字板剪切試驗(yàn)影響因素
    因 素 影 響
    十字板厚度 -(10~25)%
    十字板插入對(duì)土的擾動(dòng) -(15~25)%
    插入后間隙的時(shí)間長(zhǎng)于標(biāo)準(zhǔn) +(10~20)%
    土的各向異性比各向同性 +(5~10)%
    應(yīng)變軟化 10%
    剪切面剪應(yīng)力的非均勻性 +(6~9)%
    破壞圓柱直徑大于十字板直徑 +5%
    扭轉(zhuǎn)速率:Ip<19、Ip=40~90 ±(5~20)%、±(30~40)%
    以上各項(xiàng)影響因素均與土類、土的塑性指標(biāo)及靈敏度有關(guān)。
    (三)、資料整理
    1 繪制Cu~h、重塑土C`u~h、St~h關(guān)系曲線;
    2 必要時(shí),繪制各試驗(yàn)點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度與扭轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線;
    3 統(tǒng)計(jì)計(jì)算Cu~h的關(guān)系。統(tǒng)計(jì)時(shí),對(duì)個(gè)別異常點(diǎn),應(yīng)分析其偏高或偏低的原因,決定其取舍。
    (四)、成果應(yīng)用
    《巖土工程勘察規(guī)范》第10.6.5條:十字板不排水抗剪強(qiáng)度,主要用于可假設(shè)內(nèi)摩擦角φ≈0,按總應(yīng)力方法分析的各類土工問(wèn)題中:
    1 計(jì)算軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度的峰值,殘余值和靈敏度;
    2 根據(jù)土層條件及地區(qū)經(jīng)驗(yàn),對(duì)不排水抗剪強(qiáng)度進(jìn)行修正;
    3 可按地區(qū)經(jīng)驗(yàn),計(jì)算地基承載力,樁的極限端承力和摩擦力;確定軟土地區(qū)路基、海堤、碼頭、土壩的臨界高度;判別軟土的固結(jié)歷史。
    在條文說(shuō)明中:
    1 計(jì)算地基承載力:
    地基容許承載力估算: qu=2Cu+γh
    式中 qu-修正后的不排水抗剪強(qiáng)度,修正系數(shù)與Ip、IL有關(guān)。h-基礎(chǔ)埋深。
    2 根據(jù)Cu-h(huán)曲線,判定軟土的固結(jié)歷史。
    例題4、【單選題】十字板剪切測(cè)試淤泥的不排水抗剪強(qiáng)度時(shí),在峰值強(qiáng)度或穩(wěn)定值測(cè)試完后,應(yīng)將板頭順扭轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為下列哪項(xiàng)?
    A.6圈;
    B.5圈;
    C.4圈;
    D.2~3圈;
    (答案:A)
    例題5、【多選題】十字板剪切試驗(yàn)獲得土的下列哪項(xiàng)?
    A. 不排水抗剪強(qiáng)度峰值;
    B.排水抗剪強(qiáng)度峰值;
    C.殘余抗剪強(qiáng)度值;
    D.靈敏度。
    (答案:ACD)