湖南省工程检测中心
剪切波速测试记录表
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实验五 直接剪切试验 实验人： 学号： 一、概述 直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验，简称直剪试验，是测定土的抗剪强度的一种常用方法，通常采用4个试样，分别在不同的垂直压力p 下，施加水平剪切力，测得试样破坏时的剪应力τ，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角?和粘聚力c 。 二、仪器设备 1、直剪仪。采用应变控制式直接剪切仪，如图所示，由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计以及位移量测系统等组成。加压设备采用杠杆传动。 2、测力计。采用应变圈，量表为百分表。 3、环刀。内径6.18cm ，高2.0cm 。 4、其他。切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、凡士林等。 三、操作步骤 1、将试样表面削平，用环刀切取试件，测密度，每组试验至少取四个试样，各级垂直荷载的大小根据工程实际和土的软硬程度而定，一般可按100kPa ，200kPa ，300kPa ，400kPa （即1.0 kg/cm 2，2.0 kg/cm 2，3.0 kg/cm 2，4.0 kg/cm 2）施加。 2、检查下盒底下两滑槽内钢珠是否分布均匀，在上下盒接触面上涂抹少许润滑油，对准剪切盒的上下盒，插入固定销钉，在下盒内顺次放洁净透水石一块及湿润滤纸一张。 图7-1 应变控制式直剪仪 1—轮轴；2—底座；3—透水石；4—测微表；5—活塞； 6—上盒；7—土样；8—测微表；9—量力环；10—下盒
3、将盛有试样的环刀平口朝下，刀口朝上，在试样面放湿润滤纸一张及透水石一块，对准剪切盒的上盒，然后将试样通过透水石徐徐压入剪切盒底，移去环刀，并顺次加上传压板及加压框架。 4、在量力环的安装水平测微表，装好后应检查测微表是否装反，表脚是否灵活和水平，然后按顺时针方向徐徐转动手轮，使上盒两端的钢珠恰好与量力环按触（即量力环中测微表指针被触动）。 5、顺次小心地加上传压板、钢珠，加压框架和相应质量的砝码（避免撞击和摇动）。 6、施加垂直压力后应立即拔去固定销（此项工作切勿忘记）。开动秒表，同时以每分钟4~12转的均匀速度转动手轮（学生可用6转/分），转动过程不应中途停顿或时快时慢，使试样在3~5分钟内剪破，手轮每转一圈应测记测微表读数一次，直至量力环中的测微表指针不再前进或有后退，即说明试样已经剪破，如测微表指针一直缓慢前进，说明不出现峰值和终值，则试验应进行至剪切变形达到4mm（手轮转20转）为止。 7、剪切结束后，吸去剪切盒中积水，倒转手轮，尽快移去砝码，加压框架，传压板等，取出试样，测定剪切面附近土的剪后含水率。 8、另装试样，重复以上步骤，测定其它三种垂直荷载（200kPa，300kPa，400kPa）下的抗剪强度。 四、成果整理 1、按式（7-1）计算抗剪强度： τ（7-1） = CR 式中R—量力环中测微表最大读数，或位移4mm时的读数。精确至0.01mm。 C—量力环校正系数，（N/mm2/0.01mm）。 2、按式（7-2）计算剪切位移： L- ?2.0（7-2） = n R 式中0.2 —手轮每转一周，剪切盒位移0.2mm； n—手轮转数。 3、制图 （1）以剪应力为纵坐标，剪切位移为横坐标，绘制剪应力τ与剪切位移L? 的关系曲线，如试验图7-2所示。取曲线上剪应力的峰值为抗剪强度，无峰值时，取剪切位移4mm所对应的剪应力为抗剪强度。 （2）以抗剪强度为纵坐标，垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线（图7-3），直线的倾角为土的内摩擦角?，直线在纵坐标上的截距为土
常用剪切波 剪切波波速成果图 相关公式编辑 剪切波速测试单孔法 压缩波或剪切波从振源到达测点时间得确定,应符合下列规定: (1)确定压缩波得时间,应采用竖向传感器记录得波形; (２)确定剪切波得时间,应采用水平传感器记录得波形。 压缩波或剪切波从振源到达测点得时间,应按下列公式进行斜距校正: 式中T——压缩波或剪切波从振源到达测点经斜距校正后得时间(s)(相应于波从孔口到达测点得时间); TL ———-压缩波或剪切波从振源到达测点得实测时间(s); Ｋ——斜距校正系数; H ——测点得深度(m); H0——振源与孔口得高差(m),当振源低于孔口时,H0为负值; Ｌ—-从板中心到测试孔得水平距离(ｍ)。 时距曲线图得绘制,应以深度Ｈ为纵坐标,时间T为横坐标。 波速层得划分,应结合地质情况,按时距曲线上具有不同斜率得折线段确定、 每一波速层得压缩波波速或剪切波波速,应按下式计算: 式中V-—波速层得压缩波波速或剪切波波速(m/s); △H——波速层得厚度(m);
△Ｔ--压缩波或剪切波传到波速层顶面与底面得时间差(s)。 剪切波速测试跨孔法 压缩波或剪切波从振源到达测点时间得确定,应符合下列规定: (1)确定压缩波得时间,应采用水平传感器记录得波形; (2)确定剪切波得时间,应采用竖向传感器记录得波形。 由振源到达每个测点得距离,应按测斜数据进行计算。 每个测试深度得压缩波波速及剪切波波速,应按下列公式计算: 式中VP——压缩波波速(m/ｓ); VS—-剪切波波速(m/s); TP1——压缩波到达第1个接收孔测点得时间(ｓ); TP２——压缩波到达第2个接收孔测点得时间(s); ＴS１——剪切波到达第1个接收孔测点得时间(s); ＴＳ２—-剪切波到达第2个接收孔测点得时间(s); S1-—由振源到第１个接收孔测点得距离(m) S2——由振源到第２个接收孔测点得距离(m) △S--由振源到两个接收孔测点距离之差(ｍ)、［1] 卓越周期得计算 《高层建筑岩土工程勘察规程ＪGJ72－20０4》条文说明 ［2］ 规范重点摘录编辑 剪切波速土得类型划分与剪切波速范围
十字板剪切试验 1．1试验的目的及意义 (1)测定原应力条件下软粘性土的不排水抗剪强度； (2)评定软粘性土的灵敏度; (3）计算地基的承载力； (４)判断软粘性土的固结历史。 1.２试验的适用范围 原位测定饱水软粘土的抗剪强度,所测得的抗剪强度值，相当于试验深度处于天然土层,在原位压力下固结的不排水抗剪强度。１.３试验的仪器设备 本次实验采用的是机械式十字板剪切仪 （1)十字板头：矩形,高度为10公分，直径为５公分。 （２）轴杆:使用的轴杆直径为20mm,轴杆与十字板头连接的采用离合器装置,使轴杆和十字板头能够离合，以便分别作十字板总剪应力试验和轴杆摩擦校正试验。 (3)测力装置:采用开口钢环测力装置。
1.4实验原理 十字板剪切试验的原理,即在钻孔某深度的软粘土中插入规定形状和尺寸的十字板头，施加扭转力矩,将土体剪切破坏，测定土体抵抗扭损的最大力矩，通过换算得到土体不排水抗剪强度u c 值(假定0≈?）。十字板头旋转过程中假定在土体产生一个高度为H （十字板头的高度)、直径为D （十字板头的直径）的圆柱状剪损面，并假定该剪损面的侧面和上、下底面上每一点土的抗剪强度都相等。在剪损过程中土体产生的最大抵抗力矩M 由圆柱侧表面的抵抗力矩1M 和圆柱上、下底面的抵抗力矩2M 两部分组成，即21M M M +=。其中: 2 1D DH c M u ? =π3 226 1 232412D c D D c M u u ππ=???=)3 (2161223H D D c D c D DH c M u u u +=+? =πππ
式中 —十字板抗剪强度； —u c —十字板头直径；—D —十字板头高度。—H 对于普通十字板仪,上式中的M 值应等于试验测得的总力矩减去轴杆与土体间的摩擦力矩和仪器机械摩阻力矩,即 R f p M f ）（-= 式中 剪损土体的总作用力；——f p —施力转盘半径。—R 代入得： 上式右端第一个因子,对一定规格(D 和H 均为十字板几何尺寸)的十字板仪为一常数,称为十字板常数k 即 ）（H D D M c u += 3 22π杆脱离进行测定； 与轴试验时通过使十字板仪力和仪器机械阻力，在—轴杆与土体间的摩擦—f ) ()3 (22f p H D D R c f u -+= π
常用剪切波波速 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
相关公式 剪切波速测试单孔法 压缩波或剪切波从振源到达测点时间的确定，应符合下列规定： （1）确定压缩波的时间，应采用竖向传感器记录的波形； （2）确定剪切波的时间，应采用水平传感器记录的波形。 压缩波或剪切波从振源到达测点的时间，应按下列公式进行斜距校正： 式中T——压缩波或剪切波从振源到达测点经斜距校正后的时间（s）（相应于波从孔口到达测点的时间）； TL————压缩波或剪切波从振源到达测点的实测时间（s）； K——斜距校正系数； H——测点的深度（m）； H0——振源与孔口的高差（m）,当振源低于孔口时，H0为负值； L——从板中心到测试孔的水平距离（m）。 时距曲线图的绘制，应以深度H为纵坐标，时间T为横坐标。 波速层的划分，应结合地质情况，按时距曲线上具有不同斜率的折线段确定。 每一波速层的压缩波波速或剪切波波速，应按下式计算： 式中V——波速层的压缩波波速或剪切波波速（m/s）； △H——波速层的厚度（m）； △T——压缩波或剪切波传到波速层顶面和底面的时间差（s）。
剪切波速测试跨孔法 压缩波或剪切波从振源到达测点时间的确定，应符合下列规定： （1）确定压缩波的时间，应采用水平传感器记录的波形； （2）确定剪切波的时间，应采用竖向传感器记录的波形。 由振源到达每个测点的距离，应按测斜数据进行计算。 每个测试深度的压缩波波速及剪切波波速，应按下列公式计算： 式中VP——压缩波波速（m/s）； VS——剪切波波速（m/s）； TP1——压缩波到达第1个接收孔测点的时间（s）； TP2——压缩波到达第2个接收孔测点的时间（s）； TS1——剪切波到达第1个接收孔测点的时间（s）； TS2——剪切波到达第2个接收孔测点的时间（s）； S1——由振源到第1个接收孔测点的距离（m） S2——由振源到第2个接收孔测点的距离（m） △S——由振源到两个接收孔测点距离之差（m）。[1]卓越周期的计算 《高层建筑岩土工程勘察规程JGJ72－2004》条文说明 [2] 规范重点摘录 剪切波速土的类型划分和剪切波速范围
八、十字板剪切试验 1. 试验的目的及意义 通过十字板剪切试验，了解电测十字板的构造，掌握试验的操作步骤及技术要求，采用实验数据得到原状土和重塑土的不排水抗剪强度u C 和'u C ，并计算地基土的灵敏度t S 。 2. 试验的适用范围 十字板剪切试验只适用于测定饱和软粘性土的抗剪强度，对于具有薄层粉砂、粉土夹层的软粘性土定结果往往偏大,而且成果比较分敢;它对于含有砂层、砾石、贝壳、树根及其他未分解有机质的土层是不适用的。 3. 试验的基本原理 在钻孔中某深度的软粘土中插入规定形状和尺寸的十字板头，施加扭转力矩，将土体剪切破坏，测定土体抵抗扭损的最大力矩，根据力矩平衡条件，通过换算得到土体不排水抗剪强度Cu 值(假定φ=0)。 十字板头旋转过程中假设在土体中产生—个高度为H(十字板的高度)、直径为D(十字板头的直径)的圆柱状剪损面，如右图；并假定该剪损面的侧面和上、下底面上土的抗剪强度都相等。在剪损过程中，土体产生的最大抵抗力矩M 由圆柱侧表面的抵抗力矩M1和圆柱上下面的抵抗力矩M2两部分组成。即M ＝M1十M2。其中： 式中， u C —— 十字板抗剪强度； D —— 十字板头直径； H —— 十字板头高度。
4.试验仪器及制样工具 十字板剪切试验所需仪器设备包括：十字板头、钻杆、贯入系统以及测力与记录等试验仪器。实习中采用的设备如下： 十字板头：矩形，高度为10公分，直径为5公分，高径比为2。 贯入系统：手摇链条式贯入机。 测力装置：电阻应变式扭力传感器（试验前需率定）。 记录仪：与电阻应变式测力装置配套的记录仪（LMC-D310型）。 5.试验步骤 第一部分，准备工作： （1）、安装手摇链条式贯入机。 （2）、将电测式扭力传感器安装在钻杆上，将连接导线依次穿入空心钻杆，钻杆排放整齐备用。 （3）、将带有扭力传感器的转杆安装在贯入机架上，然后将十字板头和扭力传感器相连接，穿过贯入机架的定位孔。 第二部分，试验阶段： （1）、将传压板安装于链条和钻杆上的固定销之间，转动贯入手轮将十字板头徐徐压入土中，贯入深度可通过钻杆的数量和贯入机架上的刻度来计算。 （2）、贯入至试验深度后即可开始十字板剪切试验，缓缓旋转剪切手轮，通过抱箍带动
土工试验、水质分析原始记录表式 编制 审核 批准 江苏常州地质工程勘察院检测中心
土工试验记录表式目录
CKCS-JL-TG-01-2015 开样记录、密度试验记录（环刀法） □1．《土工试验方法标准》GB/T50123-1999 □2．《土工试验规程》SL237-1999 □3．《公路土工试验规程》JTG E40-2007 □4．《铁路工程土工试验规程》TB 10102-2010 注：1、使用仪器设备：电子天平；2、检定/校准合格，检查正常方参与试验。
CKCS-JL-TG-02-2013 含水率试验记录（烘干法） □1．《土工试验方法标准》GB/T50123-1999 □2．《土工试验规程》SL237-1999 □3．《公路土工试验规程》JTG E40-2007 □4．《铁路工程土工试验规程》TB 10102-2010 工程名称：工程编号：
CKCS-JL-TG-03-2013 液、塑限联合测定记录 □1．《土工试验方法标准》GB/T50123-1999 □2．《土工试验规程》SL237-1999 □3．《公路土工试验规程》JTG E40-2007 □4．《铁路工程土工试验规程》TB 10102-2010 工程名称：工程编号： 注：1、使用仪器设备：电子天平、烘箱、液塑限联合测定仪；2、检定/校准合格，检查正常方参与试验。 试验：检查：
固结试验记录（快速法） □1．《土工试验方法标准》GB/T50123-1999 □2．《土工试验规程》SL237-1999 □3．《公路土工试验规程》JTG E40-2007 □4．《铁路工程土工试验规程》TB 10102-2010 注：仪器编号指固结仪各联的实验室编号，仪器状态栏正常打√，不正常打×。 试验: 检查：
道真自治县道真中学第二食堂单孔法Ps波速度检层测试报告 工程名称：道真自治县道真中学第二食堂 测试地点：工地现场 测试日期：2016年9月 勘察单位：贵州鼎盛岩土工程有限公司 证书等级：工程勘察专业类甲级 证书编号：B152004778-6/4 提交日期： 2016年9月
道真自治县道真中学第二食堂单孔法Ps波速度检层测试报告 项目负责：陈简 报告编写：罗仿超 审核：姚本焱 审定：曾昭涤 总工程师：秦启明 总经理：袁万骅 勘察单位：贵州鼎盛岩土工程有限公司 证书等级：工程勘察专业类甲级 证书编号：B152004778-6/4 提交日期： 2016年9月
目录 一、工程概况 二、场地工程地质简况及测试条件 1、场地工程地质简况 2、场地岩土体的微振动、Vs波特征及测试条件 三、仪器选用及测试方法 （一）仪器选用 （二）测试方法 四、测试分析结果 1、动弹性参数的计算 2、土层等效剪切波（Vse）的计算 3、场地类别划分 4、测试分析结果 五、结论 附件 1、单孔波速测试测点原始数据表 2、单孔波速测试测点计算数据表 3、单孔波速测试分层结果数据表 一、工程概况
拟建道真自治县道真中学第二食堂位于道真县城，交通便利，地理位置优越。受打钻自治县道真中学的委托，我公司测试人员于2016年8月对该场地具有代表性的2个勘探钻孔进行了Ps波测试（测试位置见钻孔平面布置图），其主要目的为： 1、测试纵、横波在钻孔土体的传播速度； 2、利用Vs、Vp值计算场地土体的小应变条件下的动弹参数，以供设计参考； 3、利用场地剪切波（Vs波）的等效波速值（Vse），对场地土的类型进行划分，进而对场地类别进行划分： 测试过程及资料处理的技术依据为： 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）2009年版； 《工程岩体试验方法标准》（GB／T50266-99）； 《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）； 《地基动力特性测试规范》（GB/T50269-97）； 《水电水利工程物探规程》（DL/T5010-2005）； 《水利水电工程物探规程》（SL/326-2005）等。 二、场地工程地质简况及测试条件 1、场地工程地质简况 根据地质调查和钻探揭露，场地覆盖土层有素填土(Q4ml)红粘土(Q4el)，下伏基岩为三叠系下统茅草铺组(T1m)石灰岩，岩层倾向100°，倾角8°。 2、场地岩土体的微振动、Vs波特征及测试条件 按《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010），一般情况下，应按地面至剪切波速大于500 m/s，且其下卧各岩土的剪切波速均不小于500 m/s的土层顶面距离确定。 场地局部地段回填土结构较松散，对激发的应力波有较强的衰减和吸收作用，附近的车辆和施工作业也对测试数据带来一定的干扰，在资料分析过程中，通过调整信号增益和对信号进行滤波分析处理。 三、仪器选用及测试方法
建设工程地震安全性评价许可证书等级：甲级 编号：中震安证甲字第030号 湛江江南华府小区商住楼工程场地土层剪切波速测定 与建筑场地类别划分 广东省地震工程勘测中心 2012年1月
项目名称：湛江江南华府小区商住楼 工程场地土层剪切波速测定与建筑场地类别划分提交报告单位：广东省地震工程勘测中心 项目负责人：吴业彪 技术负责人：闻则刚 报告编写人：闻则刚、段振良 提交报告时间：2012年1月
1 场地土层剪切波速测试 为取得土层沿深度各测点的剪切波速数据，采用速度检层法对本场地的工程地震钻孔进行测试，沿孔深每一土层界面设一个测试点，厚度大于2m 的土层，一般每隔2m 左右设一个测试点。用速度检层法测得的剪切波速是钻孔内相邻二测点中间土层的平均剪切波速。首先从电脑测震仪记录到的波形确定剪切波的初至时刻，再根据震源的起始时刻和波的初至时刻确定波的走时，然后由钻孔中的测点深度与震源到孔的距离确定波的行程，将波的行程除以走时就可以确定剪切波的传播速度。 图1是剪切波速计算示意图。h 1, h 2 …,h i 分别为钻孔内各测点间的厚度；s 为震源到钻孔的距离；L 1, L 2 …,L i 是各测点到震源的距离；1α, 2α…, i α是剪切波入射到孔壁的夹角。设t 1, t 2 …,t i 分别为剪切波由震源到各个测点的走时，则剪切波在各层的速度v 1, v 2 …,v i 分别为： 1 11 1cos αt h v = (1.1) 1 1222 2cos cos ααt t h v -= (1.2) 2 2333 3cos cos ααt t h v -= (1.3) …………………………… 1 1cos cos ---= i i i i i i t t h v αα (1.4) 现场测试数据经过计算分析，场地2个工程地震钻孔的位置见图1-2，剪切波速v s 测试结果见图1-3—1-4所示，岩土性特征见工程地质勘察报告。 图1-1 剪切波速计算示意图
剪切波速 剪切波速是区别土动力学和土静力学的一个主要物理量。它反映了土在动力影响下的惯性作用和波传行为。因此也是反映土体在地震作用下行为反应的一个重要物理量。土层的剪切波速Vs只与组成土层的骨架的性质有关, 而与孔隙中的充填物无关, 这是由剪切波的运动特点所决定的, 剪切波是由介质的质点垂直于传播方向的振动形式向前运动的,即后一个质点的振动是由前一个质点的振动产生的剪切作用力所推的。剪切波的这一传播特性决定了它不能在气体或液体中传播, 因此, 剪切波速Vs与介性中是否含有气体或液体无关, 而只与土层骨架的性质有关。土层的骨架性质变化是一个漫长的缓慢的渐变过程, 其性质是相对稳定的。对于一种特定的土层而言, 它有比较稳定的剪切波速值, 它几乎不受时间及自然条件的影响。所以, 剪切波速是衡量土层物理力学性质的一项硬指标。 在工程试验中，通常假定所试验的土层位均匀土层，或者各层均匀土体，在这种土体中，远离任何边界的波动，存在两种基本莫泰：压缩波（P波）和剪切波（S波），他们的传播速度取决于弹性介质的刚度和质量密度，即： V p=M = E1?υ （1）V s= G ρ（2） 其中ρ为土体质量密度，M、G和E分别是约束、剪切模量和杨氏模量，υ为泊松比。 而在均质各向同性线弹性材料具有独特的弹性性质，因此知道弹性模量中的任意两种，就可由换算公式求出其他所有的弹性模量，由以上两公式知，我们以杨氏模量E和泊松比υ为变量，那么剪切模量G就可以表示为： G= E 2(1+υ)（3） 那么（2）式可变为： V s=E1 （4） 对比（1）式和（4）式，压缩波（P波）波速V p和和剪切波（S波）波速V s有公共因子 Eρ，因此归一化后，可得压缩波（P波）波速V p和和剪切波（S波）波速V s随泊松比变化的趋势图（图1），土层泊松比的取值范围是0.3~0.5。
十字板剪切试验 十字板剪切试验定义和适用范围十字板剪切试验是用插入软粘土中的十字板头以一定的速率旋转测出土的抵抗力矩换算其抗剪强度它相当于摩擦角时的粘聚力值十字板剪切试验按力的传递方式分为电测式和机械式两类本规程适用于原位测定饱和软粘土的不排水总强度和灵敏度引用标准现场十字板剪切仪土工仪器的基本参数及通用技术条件第二篇原位测试仪器电测式十字板剪切试验仪器设备压入主机应能将十字板头垂直压入土中可采用触探主机或其它压入设备十字板头基本参数应符合表的规定其机械和材料要求应符合该标准和的规定扭力量测仪表传感器和量测仪表应符合表及和的规定扭力装置由蜗轮蜗杆变速齿轮钻杆夹具和手柄组成其他钻杆水平尺管钳等仪器设备的检定和校准测力传感器通过施加扭矩的圆盘和误差不大于的专用砖码参照负荷传感器试行检定规程的方法进行检定其结果应满足本规程的要求操作步骤在试验点两旁将地锚旋入土中安装和固定压入主机用分度值为的水平尺校平并安装好施加扭力的装置将十字板头接在扭力传感器上并拧紧把穿好电缆的钻杆插入扭力装置的钻杆夹具孔内将传感器的电缆插头与穿过钻杆的电缆插座连接并进行防水处理接通量测仪表然后拧紧钻杆钻杆应平直接头要拧紧宜在十字板以上的钻杆接头处加扩孔器将十字板头压入土中预定的试验深度后调整机架使钻杆位于机架面板导孔中心拧紧扭力装置上的钻杆夹具并将量测仪表调零或读取初读数顺时针方向转动扭力装置上的手摇柄当量测仪表读数开始增大时即开动秒表以的速率旋转钻杆每转测记读数次应在内测得峰值当读数出现峰值或稳定值后再继续旋转测记峰值或稳定值作为原状土剪切破坏时的读数松开钻杆夹具用板手或管钳快速将钻杆顺时针方向旋转圈使十字板头周围的土充分扰动后立即拧紧钻杆夹具按本规程的规定测记重塑土剪切破坏时的读数重塑土的抗剪强度试验视工程需要而定一般情况下可酌情减少试验次数如需继续进行试验可松开钻杆夹具将十字板头压至下一个试验深度
试验八、直接剪切试验 (一) 概述 直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验，是测定抗剪强度的一种常用方法，，通常采用4个试样，分别在不同的垂直压力施加水平剪力，测试样破坏时的剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数?与c (二) 试验方法 直接剪切试验一般可分为慢剪、固结快剪和快剪三种试验方法。 1.慢剪试验。先使土样在某一级垂直压力作用下，固结至排水变形稳定(变形稳定标准为每小时变形不大于0.005mm)，再以小于每分钟0.02 mm 的剪切速量缓慢施加水平剪应力，在施加剪应力的过程中，使土样内始终不产生孔隙水压力，用几个土样在不同垂直压力下进行剪切，将得到有效应力抗剪强度参数c s 和Фs 值，但历时较长，剪切破坏时间可按下式估算 式中 t f ——达到破坏所经历的时间； t 50——固结度达到50%的时间。 2.固结快剪试验。先使土样在某一级垂直压力作用下，固结至排水变形稳定，再以每分钟0.8mm 的剪切速率施加剪力，直至剪坏，一般在3～5min 内完成，适用于渗透系数小于10-6cm/s 的细粒土。由于时间短促，剪力所产生的超静水压力不会转化为粒间的有效应力，用几个土样在不同垂直压力下进行慢剪，便能求得抗剪强度参数cq cq C 与? 值，这种c cq 、 cq ?值称为总应力法抗剪强度参数。 3.快剪试验。采用原状土样尽量接近现场情况，以每分钟0.8mm 的剪切速率施加剪力，直至剪坏，一般在3～5 min 内完成，适用于渗透系数小于10-6cm/s 的细粒土。种方法将使粒间有效应力维持原状，不受试验外力的影响，但由于这种粒间有效应力的数值无法求得，所以试验结果只能求得(σtan Фq +c q )的混合值。快速法适用于测定粘性土天然强度，但φq 角将会偏大。 (三)仪器设备 1..直剪仪。采用应变控制式直接剪切仪，如图8-1所示，由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计以及位移量测系统等组成。加压设备可采用杠杆传动，也可采用气压施加。 2.测力计。采用应变圈，量表为百分表或位移传感器。 3.环刀有。内径6.18cm ，高2.0 cm 。 2. 其他。切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、圆玻璃片以及润滑油等。 ) 18(5050 -=t t f
十字板剪切试验 1.1试验的目的及意义 （1）测定原应力条件下软粘性土的不排水抗剪强度； （2）评定软粘性土的灵敏度； （3）计算地基的承载力； （4）判断软粘性土的固结历史。 1.2试验的适用范围 原位测定饱水软粘土的抗剪强度，所测得的抗剪强度值，相当于试验深度处于天然土层，在原位压力下固结的不排水抗剪强度。 1.3试验的仪器设备 本次实验采用的是机械式十字板剪切仪 （1）十字板头：矩形，高度为10公分，直径为5公分。（2）轴杆：使用的轴杆直径为20mm，轴杆与十字板头连接的采用离合器装置，使轴杆和十字板头能够离合，以便分别作十字板总剪应力试验和轴杆摩擦校正试验。 （3）测力装置：采用开口钢环测力装置。
1.4实验原理 十字板剪切试验的原理，即在钻孔某深度的软粘土中插入规定形状和尺寸的十字板头，施加扭转力矩，将土体剪切破坏，测定土体抵抗扭损的最大力矩，通过换算得到土体不排水抗剪强度u c 值（假定0≈?）。十字板头旋转过程中假定在土体产生一个高度为H （十字板头的高度）、直径为D （十字板头的直径）的圆柱状剪损面，并假定该剪损面的侧面和上、下底面上每一点土的抗剪强度都相等。在剪损过程中土体产生的最大抵抗力矩M 由圆柱侧表面的抵抗力矩1M 和圆柱上、下底面的抵抗力矩2M 两部分组成，即21M M M +=。其中： 2 1D DH c M u ? =π3 226 1 232412D c D D c M u u ππ=???=)3 (2161223H D D c D c D DH c M u u u +=+? =πππ
式中 —十字板抗剪强度；—u c —十字板头直径；—D —十字板头高度。—H 对于普通十字板仪，上式中的M 值应等于试验测得的总力矩减去轴杆与土体间的摩擦力矩和仪器机械摩阻力矩，即 R f p M f ）（-= 式中 剪损土体的总作用力；——f p —施力转盘半径。—R 代入得： 上式右端第一个因子，对一定规格（D 和H 均为十字板几何尺寸）的十字板仪为一常数，称为十字板常数k 即 ）（H D D M c u += 3 22π杆脱离进行测定； 与轴 试验时通过使十字板仪力和仪器机械阻力，在—轴杆与土体间的摩擦—f ) ()3 (22f p H D D R c f u -+= π) 3 (22H D D R k += π
十字板剪切试验 1.适用范围 十字板剪切试验可用于检测软黏性土及其预压处理地基的不排水抗剪度和灵敏度。 2.仪器设备 十字板剪切仪根据其测力方式，主要分为机械式和电测试。 机械式十字板剪切仪是利用蜗轮旋转插入土层中的十字板头，由开口钢环测出抵抗力矩，计算土的抗剪强度。 电测试十字板剪切仪是通过在十字板头上连接一贴有电阻片的受扭力矩的传感器，用电阻应变仪测剪切扭力。 3.十字板形状宜为矩形，宽高比1:2，板厚宜为2-3mm；其规格宜为表的规格 5.十字板剪切仪的性能指标应符合下列规定: (1)实验前，十字板探头应连同量测仪器，电缆进行率定，室内探头率定测力传感器的 非线性误差，重复性误差，滞后误差，归零误差均应小于1%FS，现场归零误差应小于3%，温度漂移应小于0.01%FS/℃，绝缘电阻不小于500MΩ。 (2)十字板剪切仪的测量精度应达到1kPa. (3)仪器应能在温度-10-45℃的环境中工作。 5.1十字板剪切试验的测量仪器宜采用专用的试验记录仪。 5.2十字板剪切试验的信号传输线应采用屏蔽电缆。 5.3触探管应顺直，每节触探杆相对弯曲宜小于0.5%，丝扣完好无裂纹。 6.现场检测 平整场地和安装仪器设备应符合下列规定： 1.检测孔应避开地下电缆，管线及其他地下设施； 2.当检测附近处地面不平时，应平整场地； 3.设备安装应平稳。 6.1机械式十字板剪切仪试验操作应符合下列规定： 1.利用钻孔辅助设备成孔，将套管下至预测深度以上3-5倍套管直径处，并清除孔内 残土。 2.将十字板头，轴杆与探杆逐节连接并拧紧，然后放下孔内至十字板头与孔底接触。 3.接上导杆，将底座插过导杆固定在套管上，用制紧螺钉拧紧，然后将十字板头压入 土内预测深度处；当试验深度处为较硬层时，应穿过该层在进行试验。十字板插入至试验深度后，至少应静止3min，方可开始试验。 4.先提升导杆2-3mm，使离合器脱离，用旋转手柄快速旋转导杆十余圈，使轴杆摩擦减至最低值，然后在合上离合器。 5.安装扭力测量设备，测读初始读数Po。 6.施加扭力，以6°-12°/min的转速旋转，每1°-2°测读数据一次。当出现峰值或稳定值后，再继续测读1min。其峰值或稳定值读数即为原状土剪破坏时的读数P f。
剪切波波速测试的应用 摘要：介绍了场地剪切波波速测试方法、计算原理及在地土的类型和场地类别划分和场地的卓越周期计算中的应用。 关键词：剪切波；波速测试；场地类别划分；卓越周期 Abstract: this paper introduces the shear wave velocity test method and calculation principle and in the land of the type and classification of the field and ground excellence cycle in the calculation of the application. Keywords: shear wave. Wave velocity test; The classification of the field; Predominant period 国家的经济建设离不开各种建筑工程建设，而我国是一个地震多发国家，在进行建筑工程的建设时，抗震设计是非常必要的工作。场地波速测试在岩土工程勘察中有着广泛的应用，通过场地波速测试，可以对场地土的类型和场地类别进行划分、计算场地的卓越周期，为建筑工程的抗震设计提供依据。 1试验方法 目前场地波速的测试方法有单孔法、跨孔法和瑞雷面波法。目前使用的较多是单孔法，一般所说的场地波速测试方法主要是指单孔法。单孔法在地面激振，检波器在一个垂直钻孔中接收，自上而下(或自下而上)按地层划分逐层进行检测。 现场测试常用击板法产生振源。待钻孔完成后，试验步骤如下： ⑴、平整场地，使激振板离孔口的水平距离约1.0~2.0m，上压重物约500kg 或用汽车两个前轮压在木板上，木板规格为：长约2.0~3.0m，宽约0.3m、厚约0.05m。计时触发检波器宜埋于木板中心位置。 ⑵、接通电源，在地面检查测试仪正常后，即可进行试验； ⑶、把三分量检波器放入孔内预定测试点的深度，使检波器贴紧孔壁。 ⑷、用大锤沿木板长轴两个相反方向水平敲击板端激发剪切波，检波器即可接收由地面激发产生并经土层传播而来的剪切波信号，信号通过电缆送入仪器放
大学物理仿真实验实验报告 试验日期： 实验者： 班级： 学号： 超声波测声速 一实验原理 由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，只要知道频率和波长就可以求出波速。本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生器的输出频率就是声波频率。声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比较法）测量。下图是超声波测声速实验装置图。 驻波法测波长 由声源发出的平面波经前方的平面反射后，入射波与发射波叠加，它们波动方程分别是：叠加后合成波为： 的各点振幅最大，称为波腹，对应的位置： ( n =0,1,2,3……) 的各点振幅最小，称为波节，对应的位置： ( n =0,1,2,3……) 二实验仪器 1）声速的测量实验仪器 包括超声声速测定仪、函数信号发生器和示波器 2）超声声速测定仪 主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺。 函数信号发生器 提供一定频率的信号，使之等于系统的谐振频率。 4）示波器 示波器的x, y轴输入各接一个换能器，改变两个换能器之间的距离会影响示波器上的图形。并由此可测得当前频率下声波的波长，结合频率，可以求得空气中的声速。 三实验内容
1．调整仪器使系统处于最佳工作状态。 2．用驻波法（共振干涉法）测波长和声速。 3．用相位比较法测波长和声速。 *注意事项 1．确保换能器S1和S2端面的平行。 2．信号发生器输出信号频率与压电换能器谐振频率f 0保持一致。 三 数据记录与处理 基础数据记录 谐振频率= 驻波法测量声速 表1 驻波法测量声速数据 λ的平均值：==∑=6 1 61i i λλ（cm ） λ的不确定度： ) 1()(6 1 2 --= ∑=i i S i i λλ λ＝（cm ） 因为，λi = (1i+6-1i ) /3，Δ仪= 所以，＝仪?= 3 32λ u （cm ） =+=22λ λλσu S （mm ） 计算声速： 50.354==λυf （m/s ） 计算不确定度： (m/s) 3)()((kHz) 2.03 %122=+==?= f f f f λσσσσλυ 实验结果表示：υ=（354±3）m/s ，=%
XXXXXXX线物探工作技术要求 依据铁三院《XXXXXXXX线X测任务书》要求，物探所承担了该项目的物探任务，为保证工作顺利进行，提高资料质量，特制定以下技术要求： 一、工作技术标准 1﹑《铁路工程物理勘探规程》TB10013—2004 2﹑《铁路勘测细则》QJ/SSY034—2000 3、《铁路工程抗震设计规范》GB50111—2006 4、《建筑抗震设计规范》GB50011-2001 二、要求解决的工程、地质问题 1、剪切波速测试； 三、质量保证措施 1、对投入的仪器设备进行全面检查，不符合要求的立即申报修、换。 2、工作时严格执行ISO9001质量体系标准，重视质量过程控制。野外记录各项签署要齐全。 严格执行开工前检查，中间检查和质量验收制度，发现问题及时纠正，不符合质量要求的原始资料，不能作为解释依据。 3、接受任务时，和有关专业加强联系，明确任务、目的。了解测区基本的地层岩性、地质 年代、地质构造及水文地质情况，选择合适的物探方法及技术，内业工作与外业工作同步进行，以指导外业工作。 4、外业工作时分别拍摄场地全景照片、仪器摆放照片、电线电缆照片，激发板位置照片、 岩芯照片、现场工作片段照片，以便物探人员了解现场的情况。 5、现场测试深度达不到要求或出现其他特出情况，立即与物探所联系，经过确认后方可 开展下一步工作。 6、剪切波测试当天应把原始数据、工作的情况统计表、现场照片发到物探所邮箱，对原 始数据进行分析判断合格后，三天内提交整理好的成果资料，原始数据有疑问，测试人员及时与现场地质人员协商重做或改在靠近的孔补测。 7、内业工作与外业同步进行，不得拖后，以便内业指导外业和及时提交资料。 8、原始资料根据工点名称分门别类，标属各项参数，以便于资料的归档管理。 9、成果图的编制要按照“物探通用标准图式”进行绘制，所用符号、图例及有关名词术语 要符合“细则”的规定。 10、检查工作量不小于分项工作总工作量的5%，误差应满足“物规”中的规定。 四、安全生产措施 1、各班组制定严格的安全措施, 制定安全生产细则，设立专职的安全员，负责班组成员的 安全教育工作，作到时时有安全检查；处处有安全警示，确保工作安全。 2、认真学习有关交通安全等安全守则, 保证工作安全进行。 3、严格落实我院各级安全生产责任制和铁路勘测安全规则。注意驻地的放火防盗工作，注 意饮食卫生。 五、剪切波速测试 （一）外业工作 1、物探方法：单孔检层法: a、剪切波测试工作，应保证探头下井安全和测试深度，测试前应取得钻孔地层柱状图资料，
直接剪切实验报告 专业班级学号姓名同组者姓名 实验编号实验名称直接剪切实验 实验日期批报告日期成绩 一、实验目的 直接剪切实验是测定土的抗剪强度的一种常用方法，通常采用四个试样，分别在不同的垂直压力下，施加水平剪切力进行剪切，测出破坏时剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角φ和粘聚力c。 二、实验原理 土的破坏都是剪切破坏，土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对于另一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。土体的一部分对于另一部分移动时，便认为该点发生了剪切破坏。无粘性土的抗剪强度与法向应力成正比；粘性土的抗剪强度除和法向应力有关外，还决定于土的粘聚力。土的摩擦角φ、粘聚力c是土压力、地基承载力和土坡稳定等强度计算必不可少的指标。 三、实验仪器 1.应变控制式直剪仪：由剪切容器、垂直加压设备、水平力推力座、量力环等组成。 2.其它辅助设备：百分表、天平、环刀、秒表、饱和器、透水石、削土刀等。 四、实验步骤 （见实训指导书，不要都抄，自己总结，写关键步骤即可。） 1.按要求的干密度，称出一个环刀体积所需的风干试样。本实验使用扰动土试样。制备四份试样，在四种不同竖向压力下进行剪切试验。 2. .取出剪切容器的加压盖及上部透水石，将上下盒对准，插入固定销。 3.将试样徐徐倒入剪切容器内，在试样面上依次放好透水石、加压盖、钢珠
和加力框架。 4. 徐徐转动手轮至量力环上的百分表长针微微转动为止，将百分表的长针 调至零，即R 0=0。 5. 在试样面上施加第一级垂直压力P=100kpa 。 6. 拔去固定销，以8s/r 的均匀速率转动手轮，使试样在3--5分钟内剪破。 剪破标准： （1）当百分表读数不变或明显后退，(2)百分表指针不后退时， 以剪切位移为4mm 对应的剪应力为抗剪强度，这时剪切至剪切位移达6mm 时才停止剪切。 7. 卸除压力，取下加力框架、钢珠、加压盖等，倒出试样，刷净剪切盒。 8.重复2-7步骤，改变垂直压力，使分别为200、300、400kpa 进行试验。 五、 注意事项 1．先安装试样，再装量表。安装试样时要用透水石把土样从环刀推进剪切盒里，试验 前量表中的大指针调至零。 2．加荷时，不要摇晃砝码；剪切时要拔出销钉。 六、 实验数据记录与处理 直接剪切试验记录 仪器编号 试样面积（cm 2） 垂直压力p （kPa ） 100 200 300 400 量力环最大变形R （0.01mm ） 量力环号数 量力环系数C （Kpa/0.01mm ） 抗剪强度CR =τ（Kpa ） 抗剪强度指标 C= kpa ， ?= °
附件3：场地土剪切波速测试报告 报告编号：2016.0.02.从1 工程名称：中铁五局（集团）有限公司科研培训 中心 工程地点：广州市南沙区工业五路5号 主要检测人： 报告编写人： 报告审核人： 试验日期：2012年8月26日～2012年8月28日 中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司试验室 二○一二年九月
目录 1、前言 2、测试原理及仪器设备 3、野外测试方法 4、资料整理 5、测试成果
1、前言 我公司于2012年8月26日～2012年8月28日对拟建中铁五局（集团）有限公司科研培训中心场地进行了剪切波速测试。 执行标准： 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）； 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）； 《地基动力特性测试规范》（GB/T50269-97）。 本次测试共完成波速测试孔2个，钻孔编号ZK16、ZK17号。 2、测试原理及仪器设备 2.1 测试原理 通过人工激发产生的剪切波，穿过被测土层，被传感器接收转换成电讯号，输入仪器放大并记录下来。由激发点和接收点的相对位置，可知波的传播距离，由激发时间和波到接收点的初至时间，可知波的传播时间，因而便可计算出剪切波在被测土层中的传播速度。 2.2 仪器设备 采用武汉岩海公司生产的RS—1616J桩基动测仪及日本OYO公司生产的井中三分量检波器, 该仪器采用专门设计的电脑与大屏幕液晶显示器；通过键盘和液晶显示器进行人机对话，菜单式提示操作，可在强干扰环境中提取有用信息，准确测试波的传播时间。采用地面激发井中接收，测量点距1-3m ；工作中先将探头放入井底，然后自下而上逐点激振采样。对每个接收点均进行正反向水平激发并记录各激振波形。采样间隔100～400μs，记录长度100～400ms。 3、野外测试方法 采用单孔检层法：将激振板置于孔口附近地面，并使其中点与孔口的连线垂直于激振板，板上加压400公斤以上重物。用激振锤横向敲击激振板两端，产生剪切波向地下传播。将三分量检波器置于孔中不同深度处，接收剪切波输入仪器记录。由此测得剪切波到达不同地层的初至时间。方
内容摘要 波速测试适用于测定各类岩土体的波速，确定与波速有关岩土参数，为工程设计提供所需的动弹性力学参数、划分建筑物场地类别、评价地震效应、进行场地地震反应分析等。本文介绍了波速测试的工作原理和野外测试方法，并结合岩土工程实例，说明其应用效果。 正文 一、前言 波速测试目前已广泛应用于水电、铁路、工民建等众多岩土工程地质勘察领域，取得了良好的应用效果。一些重要的岩土工程勘察中，野外除进行常规原位测试工作外，还进行了剪切波波速测试工作。 二、单孔波速测试的基本原理 单孔波速测试：由震源产生压缩波（又称P波）和剪切波（又称S波），经过土层，由在孔中的三分量检波器接收，根据波传播的距离和走时计算出场地土的波速，进而评价场地土的工程性质。 1、测试仪器和设备： 一套完整的速度检层法观测仪器应由四部分组成，即激震源、信号接收系统、记录系统和分析系统。 速度检层法可使用的激震源很多，如爆破、空气压缩枪、弹簧式S波激发装置、火箭筒等等。一般的场地土层剪切波观测量常用的是敲击板激震源。 目前用于场地于层剪切波观测的拾震器一般均为速度型拾震器有三个分量，一个垂直，两个水平。 2、计算方法 用速度检层法测得的剪切波速是钻孔内相邻二个测点中间土层的平均波速。首先从记录上确认剪切波到时，再根据激震源的触发时间算出剪切波走时，然后由钻孔中测得深度和孔源距确定波的行程，最后将行程除以走时即得波速。 根据实测的资料，表1给出了不同土类的剪切波波速范围。 一般来说剪切波带随深度的增加而增加，但各地区剪切波速沿深度的变化规律并不一样。通常内陆城市波速值相对较高，而沿海地区则偏低。 表1 土质类别填土（包括杂填土）粘性土（包括亚粘土等）砂土（粉、中、粗）砾石、卵石、碎石风化岩岩石 剪切波速范围(m/s) 90~270 100~450 100~450 200~500 350~500 >500 3、测试方法 （1）在待测场地钻孔，将三分量传感器放置在钻孔中，以适当方式（气囊或机械装置）使三分量传感器贴紧钻孔孔壁，在地面上钻孔孔口附近（通常1~3m）处放置长条形木板（通常长约2~4m，宽约0.4~0.5m，厚约0.1m），木板上压有重物（>500kg）。见图1。 图1 现场测试示意图 （2）分别锤击木板两端，在土层中激发压缩波（或纵波）和剪切波（或横波），分别记录钻孔中传感器感应到的质点运动时程曲线。对比实测的两种敲击方式，可以识别出波形中对应剪切波成份的反相点，即为剪切波传播时间ts。 （4）改变传感器位置（深度），重复上述步骤2，即可分别得到压缩波和剪切波传播到不同深度所需要的时间，进而求出土层的波速。 三、剪切波速的应用 1．划分场地土类型 根据场地剪切波速进行土层类评价是剪切波速最直接的应用方法。对于软弱土场地，往往需要改良处理，处理前后对场地层剪切波速进行测量对比，可以评价改良处理的效果。