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十字板剪切仪的试验目的是什么?

2024-12-18 [36]

  十字板剪切仪试验的原理是通过在土体中插入十字板头,以一定的速率旋转,施加扭矩直至土体破坏,从而测得土体的抗剪强度。具体来说,根据十字板仪的不同,试验可分为普通十字板剪切试验和电测十字板剪切试验;根据贯入土体的方式不同,又可分为预钻孔十字板剪切试验和自钻式十字板剪切试验。
  十字板剪切仪测试步骤:
  1.准备工作:选择合适的十字板规格,通常形状为矩形,板高与板宽之比为2,板厚2mm~3mm,刃角60°,面积比为13%-14%。对于钻孔十字板剪切试验,十字板插入孔底以下的深度应大于5倍钻孔径,以保证十字板能在不扰动土中进行剪切试验。
  2.安装设备:将十字板头通过轴杆与地面设备连接,确保连接稳固。
  3.贯入土体:根据试验类型,选择预钻孔或自钻方式将十字板头贯入到预定深度。
  4.施加扭矩:以均匀的速度转动十字板头,通过测量系统记录所需的力矩,直至土体破坏。
  5.记录数据:记录峰值扭矩或稳定扭矩,以及相应的旋转角度。
  6.计算抗剪强度:根据测得的扭矩和已知的几何参数(如十字板直径、高度等),计算出土体的抗剪强度。
  十字板剪切仪的试验采用的是一种用于测定饱和软粘性土的不排水抗剪强度和灵敏度的现场原位测试方法。以下是对其主要目的的具体介绍:
  1.测定原位应力条件下软粘土的不排水抗剪强度:通过在土体中插入十字板头,以一定的速率旋转,施加扭矩直至土体破坏,从而测得土体的抗剪强度。这种原位测试方法能够更准确地反映土体在实际应力条件下的力学性质。
  2.评定软粘性土的灵敏度:灵敏度是指原状土与重塑土强度之比,是评价土体结构性的重要指标。通过十字板剪切试验,可以分别测定原状土和重塑土的抗剪强度,进而计算得到灵敏度。
  3.计算地基的承载力:根据测得的不排水抗剪强度,可以进一步计算地基的承载力,为工程设计提供依据。
  4.判断软粘土的固结历史:通过分析不排水抗剪强度随深度的变化,可以推断软粘土的固结历史,了解其沉积环境和成因。
  5.评估地基加固效果和强度变化规律:在地基处理后,通过重复进行十字板剪切试验,可以评估加固效果,了解土体强度的变化规律。
  6.测定地基或边坡滑动位置:利用十字板剪切试验的结果,可以预测地基或边坡可能发生滑动的位置,为防灾减灾提供科学依据。
  7.计算单桩承载力:结合其他地质参数和设计要求,可以利用十字板剪切试验的结果计算单桩的承载力,指导桩基设计。