饱和软黏土十字板强度的相关性研究
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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),通过这个扭矩来计算土的抗剪强度,对于野外试验,板高与外径之比一般为H/D=2。
对于各向同性的土:maxf 3T 6=7πD实际上,现场土常常是各向异性的,对于正常固结土,水平面上的抗剪强度一般大于垂直面上的抗剪强度。
用上述公式计算的τf 一般偏大,常经过修正后使用。
适用于软塑到硬塑状态的粘土,对于饱和软粘土,它测得的抗剪强度相当于不排水抗剪强度c u 。
十字板剪切试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。
十字板剪切试验工程适用条件:(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`),绘制抗剪强度随试验深度的变化曲线;计算出的灵敏度(S ),估计地基容许承载力[R]及确定软土路堤的临界高度或极限高度和变形模量(E0)。
主要试验目的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.切试验 c’u(kPa) 3 计算边坡稳定性;4.判断软粘性土的应力历史 。
注意事项:1试验过程中,插入不同深度、十字板插入深度不应小于钻孔或套管直径的3-5倍;孔间距大于0.75-1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、剪切速度一般为1°-2°/10秒,过快(粘滞性)过慢(固结)会使强度增加。
一般3-10分钟会出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,因此强度并不是真正的峰值,是一种平均抗剪强度实验3:十字板剪切试验这是一种原位测试土抗剪强度的方法。
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,uC —— 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。
浅述十字板试验的应用十字板剪切试验在测试饱和软粘土的抗剪强度中已经被广泛的应用,它是在计算地基的围堤稳定性、固结历史、承载力以及饱和软粘土灵敏度等相应力学参数必不可少的测试方法。
该试验所测得的抗剪强度与试验深度處天然土层在原始压力下固结的不排水抗剪强度。
标签:十字板试验;不排水抗剪强度;饱和软粘土4.3 数据差异的原因分析根据表3可得由现场原位十字板试验换算得到的承载力标准值较大,幅度约10~15%左右,现就原因做简单分析如下:(1)由于室内土工试验数据是根据采取的土样试验所得,土样在采取和运输等过程中不可避免的会造成一定的扰动,而且软土高灵敏度极高,轻微扰动就有可能造成很大的影响。
(2)十字板试验在试验过程中要求旋转速度为1°/10s,但是在实际操作中,可能存在一定的人为误差,造成一定的试验数据偏差。
(3)十字板试验测定的结果为土的不排水抗剪强度(Φ=0时的C值),但实际测试中,已有部分排水,所测Cu值偏大。
(4)由于本工程试验土层局部含有少量粉砂团块,也会造成十字板试验数据偏大。
(5)由于二者得到的承载力特征值数据结果是根据经验公式得到,可能存在一定的差异性。
(6)由于土样及十字板试验位置不可能完全一样,土体本身存在一定的差异性,也可能造成数据的差异。
5 结束语十字板抗剪强度是在原位土层条件下测出的软黏土不排水抗剪强度,与室内试验所得的抗剪强度指标相比,它更能反映软黏土层的实际强度,可为工程提供更加准确的力学参数,值得在饱和软粘土地域推广和使用。
参考文献[1]徐小明,杨鸿钧.关于十字板剪切试验成果分析中主要问题的探讨[J].港工技术.[2]刘亚洲,权锋,黄兴.十字板剪切试验在软土地基勘察中的应用[J].勘察科学技术.[3]温州瓯江口瓯帆河处理和检测报告[R].。
十字板剪切试验精度保障措施研究摘要:为克服十字板剪切试验面临的环境、人工操作等干扰因素,通过引入项目实例进行十字板剪切试验方法、测试对象的总结,并分别提出细化测试要点、优化平台选型、改进设计方案等精度保障措施,保证现场测试结果与标准值具备良好一致性,为同类软土地基检测项目提供重要参考。
关键词:VST试验;地基检测;精度保障;堆载预压处理地基;处理效果引言:十字板剪切试验(VST)是一种原位测试方法,适用于软弱地层的地基检测作业,用于测定原位压力下土层的不排水抗剪强度。
但在工程实践环节,常因环境变化、设备操作等因素对试验指标精度产生干扰,研究应对上述影响因素的具体改进措施,对于提升试验精度、辅助工程设计具有现实意义。
1试验分析1.1项目概况以某道路工程项目为例,项目建设场地属于冲击平原,侵蚀、剥蚀地貌,地表主要为第四纪沉积物,属亚热带季风气候。
在地质条件上,场地发育有饱和软弱淤泥质黏土层,厚度约为24~36m,观察地质剖面可见灰色淤泥质粉质黏土、灰色粉质黏土,含水率较高。
本次主要任务为对工程K1+470~K1+590场地的软土地基进行预处理,采用“塑料排水板+堆载预压法”施工技术方案,塑料排水板深度为6.5~25m,预压荷载控制在56.7~81.1kPa范围内。
通过初步整理沉降观测数据、汇总场地沉降量计算结果,测得施工区域的软土固结度为90%。
1.2十字板剪切试验方法根据DBJT15-60-2019《建筑地基基础检测规范》,试验设备选用电测式十字板剪切仪,板宽为75mm、板高为150mm、板厚为3mm,轴杆直径16mm,刃角60°,面积比13%。
该项目以淤泥质粉质粘土作为测试对象,共开设8个钻孔,目的在于判断堆载预压后淤泥质粉质粘土的不排水抗剪峰值强度。
在试验操作环节,预先将探头电缆线一次穿入需用的全部探杆,完成探头、测量器、电缆的率定,检查确认探头能够正常工作;将十字板头缓慢压入至试验点处,完成探杆卡接、调零;施加扭力,以6~12°/min转速旋转,每间隔1~2°测读一次数据,待出现峰值后继续测度1min,取应变峰值读数记为原状土剪切破坏时的应变读数;松开导杆夹具、调整零位,利用扳手将钻杆沿反方向旋转6圈,取应变峰值记为重塑土剪切破坏时的应变读数;重复上述流程,按顺序进行下一试验点的剪切试验,保证试验点数不少于3次,深度间距控制在1.5~2.0m范围内、最小值≥0.8m[1]。
闽东地区滨海软土静力触探与十字板剪切试验相关性的探讨陈加团(福建省闽东工程勘察院,宁德,352100)摘要根据现场原位静力触探和十字板剪切试验成果的分析研究,得出闽东地区滨海软土静力触探锥尖阻力值与不排水抗剪强度值存在线性相关关系。
关键词滨海软土静力触探十字触板剪切相关性闽东地区1工程概况福建大唐宁德电厂厂址位于福建省宁德地区福安市湾坞乡白马港东岸海湾滩涂,场地第四系土层厚度较大,上部主要为淤泥、淤泥质粘土,局部夹中细砂,最大厚度达4015m。
工程在厂区工可、初勘、海堤、主厂房、灰场、煤场、进排水隧道、软基预处理等各阶段工程勘察中,累计完成静探孔130多个,静探进尺3000多m,十字板剪切试验孔70多个,剪切试验1200多次,其中静探孔贯入深度最深达4015m,十字板剪切试验深度达20 m,配合常规钻探和室内试验,较好地满足了各阶段的勘察技术要求。
在各阶段的勘察工作中,有相当一部分试验孔同时对上部软土进行了静力触探试验和十字板剪切试验(平面位置间距约0150m),笔者通过对区内多个试验孔十字板试验段剪切试验不排水强度试验值与相关位置的静力触探试验锥尖阻力值进行统计、分析、对比,得出区内软土不排水抗剪强度(c u)值与静力触探锥尖阻力(q c)值的相关关系。
在此基础上,通过与闽东地区其它地段软土试验的检验对比,初步得出闽东地区滨海软土静力触探锥尖阻力和不排水抗剪强度。
2原位测试成果相关分析211静力触探锥尖阻力与不排水抗剪强度回归方程的导出在厂区工可、初步设计勘察期间,部分试验孔同时进行了双桥静力触探和十字板剪切试验,其相同试验孔相同试验段的锥尖阻力(q c)和不排水抗剪强度(c u)(表1)。
钻探结果及室内土工试验结果表明,场地内软土具有大孔隙比、高灵敏度、高压缩性、低强度和低渗透性等特点,静力触探锥尖阻力值有88189%集中于0110~0140M Pa,不排水抗剪强度值有83133%集中于10~30kPa。
浅谈有关十字板剪切试验摘要:文章论述了十字板剪切适用于饱和软粘土,特别适用于难于取样或试样在自重作用下不能保持原有形状的软粘土。
它的优点是构造简单,操作方便,试验时对土的结构扰动也较小,故在实际中广泛得到应用。
关键词:十字板剪切试验原理适用范围应用Abstract: The article discusses the vane shear applied to the saturated soft clay, especially suitable for difficult to sample or specimen under the gravity can maintain the original shape of the soft clay. It has the advantages of simple structure, convenient operation, test of soil structure perturbation small, and so widely applied in the actual projectsKey Words: vane shear test principle applicable scope application前言十字板剪切试验于1928年在瑞士奥尔桑首先提出。
在我国于1954年开始使用十字板剪切试验以来,在沿海软土地区被广泛使用。
十字板剪切试验是快速测定饱和软粘土层快剪强度的一种简易而可靠的原位测试方法。
这种方法侧得的抗剪强度值,相当于试验深度处天然土层的不排水抗剪强度,在理论上它相当于三轴不排水剪的总强度,或无侧限抗压强度的一半(=0)。
由于十字板剪切试验不需采取土样,特别对于难以取样的灵敏性高的粘性土,它可以在现场基本保持天然应力状态下进行扭剪。
长期以来十字板剪切试验被认为是一种较为有效的、可靠的现场测试方法,与钻探取样室内试验相比,土体的扰动较小,而且试验简便。
简述电测式十字板剪切试验的应用十字板剪切试验是将十字板头插入到软黏土中,以一定的速率旋转,在土层中形成圆柱形破坏面测出土的抵抗力矩,然后换算成土的抗剪强度。
近年来,该技术在国内软土地区得到了广泛应用。
主要用其测定饱和软粘土的不排水抗剪强度。
本文以某工程为例,具体介绍了十字板剪切试验的原理、步骤,以及具体应用。
下面进行详细论述。
一、工程概况该工程的地理位置在浙江省某地,属于平面地貌。
地势平坦、开阔。
高程为(4.2-5.4)m。
水资源丰富,交通不便。
此地软土地基为淤泥、黏土,以深灰、灰黑为主。
含有微量有机物,有臭味。
其中,淤泥薄层的厚度为20-30mm,粉砂夹层的厚度为2-3mm。
在土质中,有贝壳、海类生物的残骸。
部分薄夹层为粉砂透镜体,饱和,流塑状态,厚度为9.2-21.35m。
二、试验原理、步骤1、实验原理十字板试验仪是进行十字板剪切试验的主要仪器设备。
试验主要使用两种设备,分别是机械式、电测式。
其中,电测式的原理为:通过传感器,将抗剪破坏的力矩转变为电信号,然后再用仪器进行测试。
该剪切仪在应用的过程中,为了提高测试的准确率,要求严格采用测试技术。
同时,在强度测试完成后,连续转动十字板6圈,这样可以对周围土体进行充分的扰动。
2、使用方法第一,在试验前,采用钻机扫孔,孔的深度为0.3-0.5m。
第二,将探杆与电测十字板头深入孔底,然后压入测试深度。
一般而言,探杆的直径为28。
第三,用讯号线卡紧探杆。
其计算公式为:(1)式中,代表原状土抗剪强度。
K代表十字板头探头换算系数。
为原状土剪损时仪表的最大读数。
三、试验数据成果与工程应用1、试验数据成果试验选择十字板探头,规格为50mm×100mm。
取K值为0.1021 Kpa。
进行十字板剪切试验(17次/5孔)。
下面是试验成果、统计结果。
如表2、表3所示:2、试验成果工程应用2.1 评价软土地基承载力借鉴华北电力设计院、中国建筑而科学研究院积累的经验,采用以下公式计算地基土的承载力。
十字板剪切试验在某地基处理工程中的应用[摘要]电测十字板剪切试验是一项适合于饱和软粘性土的原位测试手段,试验指标准确度较高、操作简便。
在软土地基堆载预压处理过程中,用十字板剪切试验测定地基强度的变化,能够有效控制施工速率及检验软土地基的加固程度,从而取得较好的社会效益和经济效益,保证整个施工过程的安全性。
本文结合具体实例,对十字板剪切试验在其地基处理中的应用进行了探讨。
[关键词]十字板剪切试验地基处理地基承栽力处理效果0引言十字板剪切试验是一种现场原位测试手段,特别适用于测定软土抗剪强度和残余抗剪强度可提供承载力、判断软土固结程度、软土灵敏度,计算路基稳定性等。
该方法经验较多,理论较完善,数据可靠,可在软土地基勘察中应推广使用,并积累当地经验,以提供准确的地质参数,提高勘察质量。
1工程概况某工程地面高程为4.10~5.30米,场地地势平坦开阔。
场地软土地层主要为淤泥、淤泥质亚粘土。
其中淤泥为灰黑、灰~深灰色,含少量有机质,具臭味,夹2~3毫米厚粉砂夹层。
淤泥与粉砂呈互层状,淤泥薄层厚20~30毫米,局部夹粉砂透镜体,饱和,流塑状态,常含贝壳及海生物残骸,厚度较大(8.90~19.70米)且较稳定。
淤泥质亚粘土为灰黑、深灰色,含少量有机质,略具臭味,不均匀含粉细砂20%~25% ,局部夹薄层粉砂透镜体或软可塑状粘土透镜体,饱和,流塑状态,层厚0.90~22.10米。
2十字板剪切试验原理及步骤2.1试验原理十字板试验仪是进行十字板剪切试验的主要仪器设备,主要由十字板头、传力系统、施力装置和测力装置等组成。
目前,国内常用的有机械式和电测式两种,电测式十字板是利用传感器将土抗剪破坏时的力矩转变成电信号,再用仪器量测。
2.2试验操作步骤(1)选择十字板头尺寸,一般使用50#100毫米,对浅层的淤泥、淤泥质土可采用75#100毫米的板头。
(2)把十字板安装在电阻应变式板头上,并与28毫米探杆、信号线、应变采集仪连接。