十字板剪切试验.课件.ppt

1、十十 字字 板板 剪剪 切切 试试 验验 直接剪切试验与三轴压缩试验都是室内测直接剪切试验与三轴压缩试验都是室内测定土的抗剪强度的方法，这些试验方法都定土的抗剪强度的方法，这些试验方法都要求事先取得原状土洋，但由于试样在采要求事先取得原状土洋，但由于试样在采取、运送、保存和制备过程中不可避免地取、运送、保存和制备过程中不可避免地会受到扰动，土的含水量也难以保持天然会受到扰动，土的含水量也难以保持天然状态，特别是对于高灵敏度的粘性土，因状态，特别是对于高灵敏度的粘性土，因此，室内试验结果对土的实际情况的反映此，室内试验结果对土的实际情况的反映就会受到不同程度的影响。就会受到不同程度的影响。 而十

2、字板剪切试验可以解决这一问题。十而十字板剪切试验可以解决这一问题。十字板剪切试验是一种土的抗剪强度的原位字板剪切试验是一种土的抗剪强度的原位测试方法，这种试验方法适合于在现场测测试方法，这种试验方法适合于在现场测定饱和粘性土的原位不排水抗剪强度，特定饱和粘性土的原位不排水抗剪强度，特别适合于均匀饱和软粘土。别适合于均匀饱和软粘土。试验步骤：试验步骤：实验时，先把套管打到要实验时，先把套管打到要求测试的深度以上求测试的深度以上75cm，并将套管内的土清除，然并将套管内的土清除，然后通过套管将安装在钻杆后通过套管将安装在钻杆下的十字板压入土中至测下的十字板压入土中至测试的深度。由地面上的扭试的深度

3、。由地面上的扭力装置对钻杆施加扭矩，力装置对钻杆施加扭矩，使埋在土中的十字板扭转，使埋在土中的十字板扭转，直至土体剪切破坏，破坏直至土体剪切破坏，破坏面为十字板旋转所形成的面为十字板旋转所形成的圆柱面。圆柱面。 试验原理：试验原理： 设土体剪切破坏时所施加的扭矩为设土体剪切破坏时所施加的扭矩为M，则它应该，则它应该与剪切破坏圆柱面（包括侧面和上下面）上土与剪切破坏圆柱面（包括侧面和上下面）上土的抗剪强度所产生的抵抗力矩相等，即的抗剪强度所产生的抵抗力矩相等，即22322431126vHvHDDDDHD HD式中式中 M剪切破坏时的扭矩，剪切破坏时的扭矩，kNmvH分别为剪切破坏时圆柱体侧面和分

4、别为剪切破坏时圆柱体侧面和 上下面土的抗剪强度，上下面土的抗剪强度，kpa；H十字板的高度，十字板的高度，m；D十字板的直径，十字板的直径，m；天然状态的土体是各向异性的，但实用上为了简化计算，天然状态的土体是各向异性的，但实用上为了简化计算，假定土体为各向同性体，即剪切破坏时圆柱体侧面和上假定土体为各向同性体，即剪切破坏时圆柱体侧面和上下面土的抗剪强度相等，则有下面土的抗剪强度相等，则有223MDDH式中式中 十字板测定的土的抗剪强度，十字板测定的土的抗剪强度，kpa 十字板剪切试验由于是直接在原位进行试十字板剪切试验由于是直接在原位进行试验，不必取土样，故土体所受的扰动较小，验，不必取土样

5、，故土体所受的扰动较小，被认为是比较能反映土体原位强度的测试被认为是比较能反映土体原位强度的测试方法，但如果在软土层中夹有薄层粉砂，方法，但如果在软土层中夹有薄层粉砂，则十字板试验结果就可能会偏大。则十字板试验结果就可能会偏大。思思 考考 1 在进行试验时，出现哪种情况时，在进行试验时，出现哪种情况时，可认为土体发生了剪切破坏？可认为土体发生了剪切破坏？ 2 怎么定量解释试验原理？怎么定量解释试验原理？旁旁 压压 试试 验验 旁压试验是在现场钻孔旁压试验是在现场钻孔中进行的一种水平向荷中进行的一种水平向荷载试验。具体试验方法载试验。具体试验方法是将一个圆柱形的旁压是将一个圆柱形的旁压器放到钻孔

6、内设计标高，器放到钻孔内设计标高，加压使得旁压器横向膨加压使得旁压器横向膨胀，根据试验的读数可胀，根据试验的读数可以得到钻孔横向扩张的以得到钻孔横向扩张的体积体积-压力或应力压力或应力-应变应变关系曲线，据此可用来关系曲线，据此可用来估计地基承载力，测定估计地基承载力，测定土的强度参数、变形参土的强度参数、变形参数、基床系数，估算基数、基床系数，估算基础沉降、单桩承载力与础沉降、单桩承载力与沉降。沉降。 旁压仪器包括预钻式、自钻式两种，国内国外都旁压仪器包括预钻式、自钻式两种，国内国外都是以预钻式为主是以预钻式为主 预钻式旁压仪的原理是预先用钻具钻出一个符合预钻式旁压仪的原理是预先用钻具钻出一

7、个符合要求的垂直钻孔，将旁压器放入钻孔内的设计标要求的垂直钻孔，将旁压器放入钻孔内的设计标高，然后进行旁压试验。高，然后进行旁压试验。 自钻式旁压仪是将旁压仪设备和钻机一体化，将自钻式旁压仪是将旁压仪设备和钻机一体化，将旁压器安装在钻杆上，在旁压器的端部安装钻头，旁压器安装在钻杆上，在旁压器的端部安装钻头，钻头在钻进时，将切碎的土屑从旁压器钻头在钻进时，将切碎的土屑从旁压器(钻杆钻杆)的的空心部位用泥浆带走，至预定标高后进行旁压试空心部位用泥浆带走，至预定标高后进行旁压试验。自钻式旁压试验的优越性就是最大限度地保验。自钻式旁压试验的优越性就是最大限度地保证了地基土的原状性。证了地基土的原状性。

8、 预钻式旁压试验适用于粘性土、粉土、砂预钻式旁压试验适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土、残积土、极软岩和软岩。土、碎石土、残积土、极软岩和软岩。 自钻式旁压试验适用于粘性土、粉土、砂自钻式旁压试验适用于粘性土、粉土、砂土，尤其适用于软土。土，尤其适用于软土。预钻式旁压仪预钻式旁压仪自钻式旁压仪自钻式旁压仪试验原理试验原理 旁压试验可理想化为圆柱孔穴扩张课题，为轴对旁压试验可理想化为圆柱孔穴扩张课题，为轴对称平面应变问题。典型的旁压曲线称平面应变问题。典型的旁压曲线(压力压力P-体积变体积变化量化量V曲线或压力曲线或压力p-测管水位下降值测管水位下降值S)可分为三可分为三段，段， I段段曲线曲线AB):初步阶段，反映孔壁受扰动土的压初步阶段，反映孔壁受扰动土的压缩缩; II段段(直线直线BC):似弹性阶段，压力与体积变化量大似弹性阶段，压力与体积变化量大致成直线关系致成直线关系; III段段(曲线曲线CD):塑性阶段，随着压力的增大，体积塑性阶段，随着压力的增大，体积变化量逐渐增加，最后急剧增大，达到破坏。变化量逐渐增加，最后急剧增大，达到破坏。 I-II段的界限压力相当于初始水平压力po,II-III段的界限压力相当于临塑压力pf, III段末尾渐近线的压力为极限压力Pl。 PV曲线曲线