基本介紹
- 中文名：十字板剪下試驗
- 外文名：vane shear test
- 簡稱：VST
- 解釋：十字板測定軟粘性特性的試驗
- 屬性：土體原位測試試驗的一種
- 學科：工程地質學
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試驗原理與計算
原理
根據十字板儀的不同，試驗可分為普通十字板剪下試驗和電測十字板剪下試驗；根據貫入土體的不同方式，可分為預鑽孔十字板剪下試驗和自鑽孔十字板剪下試驗。
但其原理是，對土體施加一定扭矩，將土體剪壞，測定土體因抗剪對試驗儀產生的最大扭矩，通過還算得到土體抗剪強度值。
計算
試驗假設：
1、土體是各向同性介質。
2、破壞土體的高度為十字板高度，直徑為十字板頭直徑。
設剪下破壞時所施加的扭矩為M，則它與土體抗剪時的抵抗力矩相等，即
式中：
D為十字板直徑(m );Dl為十字板的軸桿直徑（m），H為十字板高度（m）。
當軸桿直徑Dl足夠小時，多項式最後一項忽略不計，上述公式簡化為:
取Cv=Ch，以Cu（待測土體抗剪強度）代替兩個參數時，上述公式進一步簡化:
技術要求
1、十字板插入深度不應小於鑽孔或套管直徑的3-5倍；孔間距大於0.75-1米。
2、十字板插入土後應停留2-3分鐘，太短或太長會使強度減小或增大。
3、剪下速度一般為1°-2°/10秒，過快（粘滯性）過慢（固結）會使強度增加。一般3-10分鐘會出現峰值後應繼續剪下1分鐘。
4、測出峰值後應快速轉動6周，測重塑土的不排水抗剪強度。
注意事項
1、十字板的規格：形狀宜為矩形，板高/板寬=2，板厚2mm~3mm，刃角60°，面積比=13%-14%（板越小對土體擾動越小，測量值越好）。對於鑽孔十字板剪下試驗，十字板插入孔底以下的深度應大於5倍鑽孔徑，以保證十字板能在不擾動土中進行剪下試驗
2、由於圓柱側面和頂面達到剪下破壞不是同時的，因此強度並不是真正的峰值，是一種平均抗剪強度。
3、十字板插入土中與開始扭剪的間歇時間應小於5min。因為插入時產生的超孔隙水壓力的消散，會使側向有效應力增長。拖斯坦桑(Torstensson(1977))發現間歇時間為1h和7d的，試驗所得不排水抗剪強度比間歇時間為5min的，約分別增長9%和19%。
4、扭剪速率也應很好控制。剪下速率過慢，由於排水導致強大增長。剪下速率過快，對飽和軟粘性土由於粘滯效應也使強度增長。一般應控制扭剪速率為1。～2。/10s，並以此作為統一的標準速率，以便能在不排水條件下進行剪下試驗。測記每扭轉1。的扭矩，當扭矩出現峰值或穩定值後，要繼續測讀1min，以便確認峰值或穩定扭矩。
5、重塑土的不排水抗剪強度，應在峰值強度或穩定值強度出現後，順剪下扭轉方向連續轉動6圈後測定。
6、十字板剪下板試驗抗剪強度的測定精度應達到1～2kPa。
