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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按本规程至的规定进行全孔试验完毕后逐节提取钻杆和十字板头清洗干净检查各部件完好程度计算和制图按下列公式计算十式中原状土抗剪强度重塑土抗剪强度十字板头直径十字板头高度传感器率定系数原状土剪切破坏时的读数图抗剪强度随深度变化曲线原状土扰动土重塑土剪切破坏时的读数与十字板头尺寸有关的常数单位换算系数图抗剪强度与转角关系曲线原状土扰动土按式计算土的灵敏度绘制抗剪强度值随深度变化曲线如图所示必要时绘制各试验点的抗剪强度与转动角的关系曲线如图所示记录本?匝榧锹几袷饺绫砘凳绞职寮羟惺匝橥蓟凳绞职寮羟幸鞘疽馔际忠” 萋治下挚诟只返几颂刂萍潭辛勘碇ё 谷ζ矫娴优趟糁岬鬃潭ㄌ缀嵯平糁?a name=baidusnap1>导轮仪器设备机械式十字板剪切仪采用标准由十字板头钻杆和扭力装置组成如图十字板头基本参数机械和材料要求应符合本规程的规定连接形式有离合式和牙嵌式如图钻杆应符合标准的规定扭力装置由开口钢环刻度盘旋转手柄等组成量程和准确度应符合表的规定仪器设备的检定和校准开口钢环应参照标准测力仪检定规程进行检定图十字板头离合器示意图离合式牙嵌式钻杆导轮轴杆离合器十字板头操作步骤在试验地点按钻探深度将套管下至欲测试深度以上倍套管直径处用木套管夹或链条钳将套管固定以防套管下沉或扭力过大时套管发生反向旋转清除孔内残土为避免试验土层受扰动一般使用有孔螺旋钻清孔将十字板头轴杆钻杆逐节接好用管钳拧紧然后下放孔内至十字板头与孔底接触接上导杆将底座穿过导杆固定在套管上用制紧螺丝拧紧然后将十字板头徐徐压至试验深度当试验深度处为较硬夹层时应穿过夹层进行试验套上传动部件转动底板使导杆键槽与钢环固定夹键槽对正用锁紧螺丝将固定套与底座锁紧再转动手摇柄使特制键自由落入键槽将指针对准任何一整数刻度装上百分表并调至零位试验开始以的转速转动手摇柄同时开动秒表每转测记百分表读数次当读数出现峰值或稳定值后再继续旋转测读其峰值读数或稳定值读数即为原状土剪切破坏时量表最大读数拨出特制键在导杆上端装上旋转手柄顺时针方向转动圈使十字板头周围土充分扰动取下旋转手柄然后插上特制键按本规程的规定测记重塑土剪切破坏时量表最大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对于离合式十字板头拨下特制键上提导杆使离合齿脱离再插上特制键匀速转动手摇柄测记轴杆与土摩擦的量表稳定读数对于牙嵌式十字板头逆时针快速转动手柄余圈使轴杆与十字板头脱离再顺时针方向匀速转动手柄测记轴杆与土摩擦时的量表读数试验完毕卸下转动部件和底座在导杆孔中插入吊钩逐节提取钻杆和十字板头清洗十字板头检查螺丝是否松动轴杆是否弯曲水上进行十字板试验当孔底土质软时为防止套管在试验过程中下沉应采用套管控制器计算和制图按下列公式计算十字板剪切强度式中轴杆和钻杆与土摩擦时的量表最大读数率定时的力臂长钢环系数与十字板头尺寸有关的常数其他符号见本规程式土的灵敏度的计算见本规程式制图应按本规程的规定进行记录本试验记录格式如表表十字板剪切试验记录表工程名称试验地点试验孔号试验日期试验者记录者校核者孔口标高试验深度稳定水位十字板规格钢环传感器编号率定系数序号原状土重塑土轴杆百分表读数应变仪读数抗剪强度百分表读数应变仪读数抗剪强度百分表读数备注。
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≈ϕ）。
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：21DDH c M u ⨯=π32261232412D c D D c M u u ππ=⨯⨯⨯=)3(2161223H DD 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Rf 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 Mc u +=322π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 Rc f u -+=π)3(22H DD Rk +=π则有)(f p k c fu -=即为十字板剪切试验换算土的抗剪强度的计算公式。
十字板剪切试验推演黄骅港软土抗剪强度指标
张宏明;高宗旗;孙成科
【期刊名称】《港工技术》
【年(卷),期】2018(055)0z1
【摘要】十字板剪切试验是软土层现场试验的主要方法之一,国内外学者认为软土层各向异性,十字板剪切试验过程中软土层剪切破坏为不排水剪切,软土破坏的抗剪强度主要由剪切过程中十字板头形成圆柱体的垂直向和水平向抗剪强度之和.主要本文在前人研究的基础上,分析黄骅港软土形成的独特性,通过现场十字板剪切试验结果,分析整理并进行推演得出软土层不排水抗剪强度指标,结果为今后工程稳定性研究提供可借鉴的方法.
【总页数】3页(P162-164)
【作者】张宏明;高宗旗;孙成科
【作者单位】中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300222;中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300222;中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300222
【正文语种】中文
【中图分类】TU447
【相关文献】
1.利用十字板强度推算软土抗剪强度指标方法的探讨 [J], 李志云;杨光华;陈富强;官大庶;朱思军
2.黄骅港地区软土指标灰色关联度分析 [J], 刘辉;张纪欣
3.洞庭湖区软土抗剪强度指标随固结度变化规律研究 [J], 左旺;裴竹松;王康康;龙锦坤;肖兰
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5.深厚软土抗剪强度指标分层量化对基坑支护安全的影响分析 [J], 张升锋
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深圳蛇口太子湾片区改造工程勘察十字板剪切试验成果分析报告一．前言深圳蛇口太子湾片区改造工程施工图设计阶段补充勘察和围堤区补充勘察两个阶段共完成十字板剪切试验钻孔13个，试验土层主要针对该工程区域下卧的淤泥质粉质粘土层（层号④2）。
由于施工场地地理位置特殊、水深较深，同时地层埋藏较深和厚度厚薄不均匀、上覆盖层淤泥及粉质粘土厚度较厚，以及土层物理力学性质较为复杂的特点，我院2010年5月完成的《深圳蛇口太子湾片区改造工程工程地质勘察报告》建议十字板剪切试验成果不能直接作为稳定计算的主要依据。
2010年5月27日～28日，在深圳召开的“深圳蛇口太子湾片区改造项目油轮母港工程重大技术方案专家咨询会”形成的专家意见：“普遍认为该土层是相对较好的软土层，建议勘察单位对该土层十字板剪切测试结果进一步分析整理，提出可供设计使用的参数。
”，会议认为该项目进行的十字板剪切试验经过进一步分析整理，可以作为稳定计算的依据之一。
根据专家意见，我院对淤泥质粉质粘土层（层号④2）的十字板剪切试验成果进行重新分析、统计并提出推荐指标供设计使用。
二．淤泥质粉质粘土层（层号④2）十字板剪切试验成果统计————————————————————————————————————————————————1. 客运码头区统计数据客运码头区④2层十字板剪切试验成果统计表表1统计项目原状土强度（KPa）重塑土强度（KPa）灵敏度统计个数20 20 20最大值97.68 60.32 1.70最小值41.04 32.54 1.14平均值63.18 45.65 1.39标准差12.58 6.35 0.19变异系数0.20 0.14 0.14小值平均值55.61 42.61 1.32推荐值33.37 25.57 0.79 客运码头区④2-1层十字板剪切试验成果统计表表2统计项目原状土强度（KPa）重塑土强度（KPa）灵敏度统计个数 1 1 1最大值62.45 37.49 1.67最小值62.45 37.49 1.67平均值62.45 37.49 1.67标准差变异系数推荐值31.23 18.75 0.83客运码头区④2-2层十字板剪切试验成果统计表表3统计项目原状土强度（KPa）重塑土强度（KPa）灵敏度统计个数15 15 15最大值97.68 60.32 1.70最小值41.04 32.54 1.14平均值62.10 45.71 1.36标准差14.38 6.95 0.20变异系数0.23 0.15 0.15小值平均值53.99 43.52 1.25推荐值32.39 26.11 0.75 ————————————————————————————————————————————————客运码头区④2-3层十字板剪切试验成果统计表表4统计项目原状土强度（KPa）重塑土强度（KPa）灵敏度统计个数 4 4 4最大值71.01 49.68 1.53最小值64.26 45.54 1.36平均值67.44 47.47 1.42标准差 2.77 1.84 0.07变异系数0.04 0.04 0.05推荐值33.72 23.73 0.712. 邮轮区统计数据邮轮区④2层十字板剪切试验成果统计表表5统计项目原状土强度（KPa）重塑土强度（KPa）灵敏度统计个数17 17 17最大值94.50 62.84 3.06最小值52.41 18.36 1.23平均值76.96 45.31 1.77标准差11.95 10.85 0.39变异系数0.16 0.24 0.22小值平均值66.27 36.67 1.94推荐值39.76 22.00 1.16邮轮区④2-1层十字板剪切试验成果统计表表6统计项目原状土强度（KPa）重塑土强度（KPa）灵敏度统计个数8 8 8最大值84.06 53.46 3.06最小值52.41 18.36 1.49平均值68.57 38.86 1.88标准差11.58 11.69 0.52变异系数0.17 0.30 0.28小值平均值58.87 29.35 2.17推荐值35.32 17.61 1.30 ————————————————————————————————————————————————邮轮区④2-2层十字板剪切试验成果统计表表7统计项目原状土强度（KPa）重塑土强度（KPa）灵敏度统计个数 5 5 5最大值94.50 52.67 1.84最小值77.15 45.45 1.62平均值85.38 48.94 1.75标准差 6.76 3.52 0.09变异系数0.08 0.07 0.05小值平均值82.21 48.18 1.71推荐值49.33 28.91 1.03邮轮区④2-3层十字板剪切试验成果统计表表8统计项目原状土强度（KPa）重塑土强度（KPa）灵敏度统计个数 4 4 4最大值90.07 62.84 1.94最小值77.37 43.66 1.23平均值83.22 53.65 1.58标准差 5.42 8.18 0.29变异系数0.07 0.15 0.18推荐值49.93 32.19 0.953. 预留客运码头区统计数据预留客运码头区④2层十字板剪切试验成果统计表表9统计项目原状土强度（KPa）重塑土强度（KPa）灵敏度统计个数32 32 32最大值96.48 57.80 2.11最小值26.96 14.51 1.43平均值64.77 39.02 1.68标准差17.95 11.36 0.14变异系数0.28 0.29 0.08小值平均值52.41 31.24 1.69推荐值31.45 18.74 1.02 ————————————————————————————————————————————————预留客运码头区④2-1层十字板剪切试验成果统计表表10统计项目原状土强度（KPa）重塑土强度（KPa）灵敏度统计个数7 7 7最大值64.62 34.18 1.93最小值26.96 14.51 1.47平均值44.00 25.34 1.75标准差14.54 8.20 0.16变异系数0.33 0.32 0.09小值平均值37.77 22.81 1.68推荐值22.66 13.69 1.01预留客运码头区④2-2层十字板剪切试验成果统计表表11统计项目原状土强度（KPa）重塑土强度（KPa）灵敏度统计个数18 18 18最大值96.48 56.35 2.11最小值38.05 24.88 1.43平均值66.33 39.95 1.67标准差13.60 8.46 0.15变异系数0.21 0.21 0.09小值平均值57.91 35.08 1.66推荐值34.74 21.05 0.99 预留客运码头区④2-3层十字板剪切试验成果统计表表12统计项目原状土强度（KPa）重塑土强度（KPa）灵敏度统计个数7 7 7最大值93.68 57.80 1.68最小值68.98 43.14 1.54平均值81.54 50.30 1.62标准差9.53 5.18 0.05变异系数0.12 0.10 0.03小值平均值75.37 47.03 1.60推荐值45.22 28.22 0.96 ————————————————————————————————————————————————三．提出推荐值的依据1. 根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）10.6.4条之规定：“十字板剪切试验测得的不排水抗剪强度峰值，一般认为是偏高的，土的长期强度只有峰值强度的60%~70%。
十字板剪切报告1. 引言十字板剪切是一种常见的材料加工工艺，用于将一个平板材料剪切成所需的形状和尺寸。
本报告旨在介绍十字板剪切工艺，并分析其优缺点以及适用的材料。
2. 十字板剪切工艺概述十字板剪切是一种通过对材料施加切割力来实现的剪切工艺。
其基本原理是将材料置于剪切机床上，通过剪切机床上的刀具对材料施加压力，使材料发生破断，从而达到所需的形状和尺寸。
3. 十字板剪切工艺流程十字板剪切的工艺流程通常包括以下几个步骤：1.准备工作：包括选择合适的切割机床和刀具，检查刀具的刃口状况，调整刀具的切割角度等。
2.材料准备：将待剪切的材料放置在切割机床上，并固定好。
3.切割操作：通过操作切割机床将刀具施加在材料上，在保持一定切割速度的情况下进行切割，直到完成所需的形状和尺寸。
4.清理和检查：将剪切完成的材料清理干净，并对剪切边缘进行检查，确保无毛刺和起皮等问题。
5.完工：将剪切好的材料进行分类、存放或包装。
4. 十字板剪切工艺的优缺点4.1 优点•简单易行：十字板剪切工艺操作简单，不需要复杂的设备和技术。
•容易实现自动化：可以通过自动化设备来实现十字板剪切，提高生产效率和产品质量。
•切割速度快：十字板剪切工艺切割速度较快，适用于大批量生产。
4.2 缺点•产生废料：在十字板剪切过程中，会产生一定数量的废料，需要进行后续处理。
•对材料要求较高：十字板剪切对材料的硬度和韧性要求较高，一些特殊材料可能无法进行十字板剪切。
•容易产生变形：十字板剪切过程中，材料易受到外力的影响，容易产生变形。
5. 适用的材料十字板剪切工艺适用于许多不同种类的材料，包括但不限于： - 金属板材：如钢板、铝板等。
- 塑料板材：如聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等。
- 木板：如胶合板、密度板等。
6. 结论十字板剪切是一种简单易行的材料加工工艺，适用于切割金属、塑料和木板等材料。
虽然存在一定的缺点，但其优点（操作简单、容易实现自动化、切割速度快）仍使其成为一种常用的加工工艺。
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