测定饱水软黏土不排水抗剪强度和灵敏度的方法

十字板剪力试验是专门用来测定饱水软黏土（φ＝0）不排水的抗剪强度和灵敏度的原位测试方法。该试验是在钻孔内将一个特制的十字板头压入孔底被测试段，然后施加扭力，使板头作等速转动，根据其转动阻力的大小来测定土体有关性质。该试验测试深度不大于30m。

1.仪器设备和试验要点

机械式十字板剪切仪主要由十字板头、测力装置（钢环、百分表等）和施力传力装置（轴杆、转盘、导轮等）三部分组成，见图9-14。其中，十字板头由厚3mm的长方形钢板、呈十字形焊接于轴杆上。可视土层的塑性状态不同而选用相应规格的十字板头，表9-6列出三种规格。

表9-6　十字板头常数表

试验时，将十字板头压入被测试土层中，匀速转动把手（大约每周10s速度转动），每圈记录百分表读数一次，直到读得最大应变值εy，此时已基本形成圆柱状剪切面。再继续转动把手，重复上述，可以测得最小读数ε′y，则代表重塑土的应变值。然后，使轴杆与十字板头分离，转动把手，便可测得土对轴杆产生的机械阻力，测得应变值εg。至此，一个试段的试验完毕，即可重复上述，继续下一个试段的试验。

2.资料整理及成果应用

百分表读数εy、ε′y及εg分别乘以钢环率定系数C，便可以得到原状土及重塑土剪切作用力以及土对轴杆的摩阻力。根据这些阻力可计算土的强度。

（1）计算原状和重塑状态软土的不排水抗剪强度Cu。按仪器装置和工作原理，根据力矩平衡原理，并假定软黏土的内摩擦角等于零，便可导出求解Cu的理论公式

图9-14　十字板剪力仪装置图

1—手摇柄；2—齿轮；3—涡轮；4—开口钢环；5—固定夹；6—导杆；7—百分表；8—转盘；9—底板；10—固定套；11—弹子盘；12—底座；13—制紧轴；14—接头；15—套管；16—钻杆；17—导轮；18—轴杆；19—十字板头(www.xing528.com)

式中　Cu——原状土抗剪强度，10N/cm2；

C′u——重塑土抗剪强度，10N/cm2；

C——钢环校正系数，10N/0.01mm；

R0——与十字板头尺寸有关的系数，cm－2，见表9-6；

εy——原状土剪切破坏时，百分表最大稳定读数，0.01mm；

ε′y——重塑土剪切破坏时，百分表最小稳定读数，0.01mm；

εg——轴杆与土摩擦作用的百分表稳定读数，0.01mm。

（2）计算土的灵敏度St。

式中，符号意义同式（9-10）和式（9-11）。

此外，国内外还提出许多利用Cu计算土的承载力值的经验公式和确定单桩承载力的方法，但这方面的应用还不很成熟。