5 十字板剪切試驗
十字板剪切試驗適用于測定飽和軟粘土的不排水抗剪強度和靈敏度。
(一)、試驗原理
其原理是用插入土中的標準十字板探頭以一定的速率旋轉,量測破壞時的抵抗力矩,測求出土的不排水抗剪強度Cu。
(二)、影響因素分析
影響十字板剪切試驗的因素很多,各影響因素對Cu的影響見下表。 十字板剪切試驗影響因素
因 素 影 響
十字板厚度 -(10~25)%
十字板插入對土的擾動 -(15~25)%
插入后間隙的時間長于標準 +(10~20)%
土的各向異性比各向同性 +(5~10)%
應變軟化 10%
剪切面剪應力的非均勻性 +(6~9)%
破壞圓柱直徑大于十字板直徑 +5%
扭轉速率:Ip<19、Ip=40~90 ±(5~20)%、±(30~40)%
以上各項影響因素均與土類、土的塑性指標及靈敏度有關。
(三)、資料整理
1 繪制Cu~h、重塑土C`u~h、St~h關系曲線;
2 必要時,繪制各試驗點的抗剪強度與扭轉角的關系曲線;
3 統(tǒng)計計算Cu~h的關系。統(tǒng)計時,對個別異常點,應分析其偏高或偏低的原因,決定其取舍。
(四)、成果應用
《巖土工程勘察規(guī)范》第10.6.5條:十字板不排水抗剪強度,主要用于可假設內(nèi)摩擦角φ≈0,按總應力方法分析的各類土工問題中:
1 計算軟粘土的不排水抗剪強度的峰值,殘余值和靈敏度;
2 根據(jù)土層條件及地區(qū)經(jīng)驗,對不排水抗剪強度進行修正;
3 可按地區(qū)經(jīng)驗,計算地基承載力,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;判別軟土的固結歷史。
在條文說明中:
1 計算地基承載力:
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度,修正系數(shù)與Ip、IL有關。h-基礎埋深。
2 根據(jù)Cu-h(huán)曲線,判定軟土的固結歷史。
例題4、【單選題】十字板剪切測試淤泥的不排水抗剪強度時,在峰值強度或穩(wěn)定值測試完后,應將板頭順扭轉方向轉動圈數(shù)為下列哪項?
A.6圈;
B.5圈;
C.4圈;
D.2~3圈;
(答案:A)
例題5、【多選題】十字板剪切試驗獲得土的下列哪項?
A. 不排水抗剪強度峰值;
B.排水抗剪強度峰值;
C.殘余抗剪強度值;
D.靈敏度。
(答案:ACD)
十字板剪切試驗適用于測定飽和軟粘土的不排水抗剪強度和靈敏度。
(一)、試驗原理
其原理是用插入土中的標準十字板探頭以一定的速率旋轉,量測破壞時的抵抗力矩,測求出土的不排水抗剪強度Cu。
(二)、影響因素分析
影響十字板剪切試驗的因素很多,各影響因素對Cu的影響見下表。 十字板剪切試驗影響因素
因 素 影 響
十字板厚度 -(10~25)%
十字板插入對土的擾動 -(15~25)%
插入后間隙的時間長于標準 +(10~20)%
土的各向異性比各向同性 +(5~10)%
應變軟化 10%
剪切面剪應力的非均勻性 +(6~9)%
破壞圓柱直徑大于十字板直徑 +5%
扭轉速率:Ip<19、Ip=40~90 ±(5~20)%、±(30~40)%
以上各項影響因素均與土類、土的塑性指標及靈敏度有關。
(三)、資料整理
1 繪制Cu~h、重塑土C`u~h、St~h關系曲線;
2 必要時,繪制各試驗點的抗剪強度與扭轉角的關系曲線;
3 統(tǒng)計計算Cu~h的關系。統(tǒng)計時,對個別異常點,應分析其偏高或偏低的原因,決定其取舍。
(四)、成果應用
《巖土工程勘察規(guī)范》第10.6.5條:十字板不排水抗剪強度,主要用于可假設內(nèi)摩擦角φ≈0,按總應力方法分析的各類土工問題中:
1 計算軟粘土的不排水抗剪強度的峰值,殘余值和靈敏度;
2 根據(jù)土層條件及地區(qū)經(jīng)驗,對不排水抗剪強度進行修正;
3 可按地區(qū)經(jīng)驗,計算地基承載力,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;判別軟土的固結歷史。
在條文說明中:
1 計算地基承載力:
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度,修正系數(shù)與Ip、IL有關。h-基礎埋深。
2 根據(jù)Cu-h(huán)曲線,判定軟土的固結歷史。
例題4、【單選題】十字板剪切測試淤泥的不排水抗剪強度時,在峰值強度或穩(wěn)定值測試完后,應將板頭順扭轉方向轉動圈數(shù)為下列哪項?
A.6圈;
B.5圈;
C.4圈;
D.2~3圈;
(答案:A)
例題5、【多選題】十字板剪切試驗獲得土的下列哪項?
A. 不排水抗剪強度峰值;
B.排水抗剪強度峰值;
C.殘余抗剪強度值;
D.靈敏度。
(答案:ACD)