44 十字板剪切試驗
44.1 一 般 規(guī) 定
44.1.1 十字板剪切試驗按力的傳遞方式分為電測式和機械式兩類。
44.1.2 對于均質的軟黏土，十字板剪切試驗點的布置宜按1.0m 左右進行一點試驗，對于非均質或夾薄層粉細砂的軟黏土，宜先進 行靜力觸探試驗探清土層分布，選擇軟黏土進行試驗。
44.2 電測式十字板剪切試驗
44.2.1 本試驗所用的儀器設備應符合下列規(guī)定：
1 壓入主機：應能將十字板頭垂直壓入土中，可采用觸探主 機或其他壓入設備；
2 十字板頭：基本參數、機械和材料應符合現行國家標準《巖 土工程儀器基本參數及通用技術條件》GB/T15406的規(guī)定；
3 扭力量測儀表：傳感器和量測儀表應符合現行國家標準 《巖土工程儀器基本參數及通用技術條件》GB/T15406的規(guī)定；
4 扭力裝置：由蝸輪蝸桿、變速齒輪、鉆桿夾具和手柄組成；
5 環(huán)境要求：儀器應在-10℃~+45℃條件下能正常工作， 應符合現行國家標準《巖土工程儀器基本參數及通用技術條件》 GB/T 15406 的規(guī)定；
6 其他：鉆桿、水平尺、管鉗等。
44.2.2 電測式十字板剪切試驗應按下列步驟進行：
1 在試驗點兩旁將地錨旋入土中，安裝和固定壓入主機。用分度值為1mm的水平尺校平，并安裝好施加扭力的裝置。
2 將十字板頭接在扭力傳感器上并擰緊。把穿好電纜的鉆桿插入扭力裝置的鉆桿夾具孔內，將傳感器的電纜插頭與穿過鉆 桿的電纜插座連接并進行防水處理。接通量測儀表，然后擰緊鉆 桿。鉆桿應平直，接頭要擰緊。宜在十字板以上1m 的鉆桿接頭處加擴孔器。
3 將十字板頭壓入土中預定的試驗深度后，調整機架使鉆桿 位于機架面板導孔中心。當試驗深度處為較硬的夾層時，應穿過夾層進行試驗。
4 十字板頭壓入試驗深度后，應靜止2min～3min 方可開始試驗。
5 擰緊扭力裝置上的鉆桿夾具，并將量測儀表調零或讀取初讀數。
6 順時針方向轉動扭力裝置上的手搖柄，當量測儀表讀數開始增大時，即開動秒表，宜以1°/10s～2°/10s的速率旋轉鉆桿。每 轉1°測記讀數1次，當讀數出現峰值或穩(wěn)定值后，再繼續(xù)旋轉測記 1min。 峰值或穩(wěn)定值作為原狀土剪切破壞時的讀數。
7 在峰值或穩(wěn)定值測試完成后，按順時針方向旋轉6圈，使十字板頭周圍的土充分擾動后，應按本條第6款的規(guī)定測定重塑 土的不排水抗剪強度。重塑土的抗剪強度試驗視工程需要而定。
8 如需繼續(xù)進行試驗，可松開鉆桿夾具，將十字板頭壓至下一個試驗深度，按上述的規(guī)定進行。
9 全孔試驗完畢后，逐節(jié)提取鉆桿和十字板頭，清洗干凈，檢 查各部件完好程度。
10 對需要鉆孔進行十字板剪切試驗的，則鉆孔并下套管至 欲測試深度以上3倍～5倍套管直徑或0.5m 處，然后使用有孔螺 旋鉆清孔，并將十字板頭、軸桿、鉆桿逐節(jié)接好用管鉗擰緊，然后下 放孔內至十字板頭與孔底接觸，將十字板頭壓入鉆孔底的深度不 得小于鉆孔或套管直徑的3倍～5倍或0.5m。
11 試驗時應避免十字板頭被暴曬或受凍，對開口鋼環(huán)十字 板剪切儀，應修正軸桿與土間的摩阻力影響。
12 在工程試驗前和結束后，應對十字板頭的扭力傳感器進 行標定，每次標定的使用時效一般以1個月～3個月為宜，在使用 過程中出現異常應重新標定，標定時所用的傳感器、導線和測量儀 器應與試驗時相同。
13 水上進行十字板試驗，當孔底土質軟時，為防止套管在試 驗過程中下沉，應采用套管控制器。
44.2.3 各試驗點土體的十字板剪切強度 C. 、C!應按下列公式計算：
(44.2.3-1)
(44.2.3-2)
(44.2.3-3)
式中：Cu—— 原狀土不排水抗剪強度(kPa);
—— 重塑土不排水抗剪強度(kPa);
——與十字板頭尺寸有關的常數(cm-3);
ε—— 傳感器率定系數[N · (cm/με)];
Rey—— 原狀土剪切破壞時的讀數(μe);
Re—— 重塑土剪切破壞時的讀數(ue);
D—— 十字板頭直徑(cm);
H——十字板頭高度(cm)。
44.2.4 土的靈敏度 St應按下式計算：
(44.2.4)
44.2.5 以深度為縱坐標，抗剪強度為橫坐標，繪制抗剪強度 C. 值隨深度變化曲線。必要時以抗剪強度為縱坐標，轉動角為橫坐標，繪制各試驗點的抗剪強度與轉動角的關系曲線。
44.2.6 根據土層條件和地區(qū)經驗，對實測土體的十字板不排水 抗剪強度進行修正。
44.2.7 電測式十字板剪試驗的記錄格式應符合本標準附錄D 表 D.76 的規(guī)定。
44.3 機械式十字板剪切試驗
44.3.1 機械式十字板剪切儀(圖44.3.1)應符合現行國家標準 《土工試驗儀器 剪切儀 第2部分：現場十字板剪切儀》GB/T 4934.2的規(guī)定。
圖44.3.1 機械式十字板剪切儀
44.3.2 機械式十字板剪切儀由十字板頭、鉆桿和扭力裝置組成。
1 十字板頭：基本參數、機械和材料要求應符合本標準 第44.2.1條第2款的規(guī)定。連接形式有離合式和牙嵌式(圖44.3.2);
(a)離合式
(b)牙嵌式
圖44.3.2 十字板頭離合器示意圖
1一鉆桿；2—導輪；3一軸桿；4一離合器；5-十字板頭
2 鉆桿：應符合現行國家標準《巖土工程儀器基本參數及通 用技術條件》GB/T 15406 標準的規(guī)定；
3 扭力裝置：由開口鋼環(huán)、刻度盤、旋轉手柄等組成，量程和 最大允許誤差應符合現行國家標準《巖土工程儀器基本參數及通 用技術條件》GB/T 15406 的規(guī)定。
44.3.3 機械式十字板剪切試驗應按下列步驟進行：
1 在試驗地點按鉆探深度，將套管下至欲測試深度以上3倍～5 倍套管直徑或0 .5m 處 ；
2 用木套管夾或鏈條鉗將套管固定，以防套管下沉或扭力過 大時套管發(fā)生反向旋轉；
3 清除孔內殘土，為避免試驗土層受擾動， 一般使用有孔螺 旋鉆清孔；
4 將十字板頭、軸桿、鉆桿逐節(jié)接好用管鉗擰緊，然后下放孔 內至十字板頭與孔底接觸；
5 接上導桿，將底座穿過導桿固定在套管上，用制緊螺絲擰緊，然后將十字板頭徐徐壓至試驗深度。當試驗深度處為較硬夾 層時，應穿過夾層進行試驗；
6 十字板頭壓入試驗深度后，應靜止2min～3min, 方可開始試驗；
7 套上傳動部件，轉動底板使導桿鍵槽與鋼環(huán)固定夾鍵槽對 正，用鎖緊螺絲將固定套與底座鎖緊，再轉動手搖柄使特制鍵自由落入鍵槽，將指針對準任何一整數刻度，裝上百分表并調至零位；
8 試驗開始，以1°/10s～2°/10s的轉速轉動手搖柄，同時開 動秒表，每轉1°測記百分表讀數1次；當讀數出現峰值或穩(wěn)定值 后，再繼續(xù)旋轉測讀1min, 其峰值讀數或穩(wěn)定值讀數即為原狀土 剪切破壞時量表最大讀數 Ry;
9 撥出特制鍵，在導桿上端裝上旋轉手柄，順時針方向轉動6圈，使十字板頭周圍土充分擾動。取下旋轉手柄，然后插上特制 鍵，應按本條第8款的規(guī)定，測記重塑土剪切破壞時量表最大讀數 R,,重塑土的抗剪強度試驗視工程需要而定；
10 對于離合式十字板頭，撥下特制鍵，上提導桿2cm~3cm, 使離合齒脫離，再插上特制鍵，勻速轉動手搖柄，測記軸桿與土摩擦的量表穩(wěn)定讀數 Ry;
11 對于牙嵌式十字板頭，逆時針快速轉動手柄十余圈，使軸 桿與十字板頭脫離，再順時針方向勻速轉動手柄，測記軸桿與土摩 擦時的量表讀數 Ry;
12 試驗完畢，卸下轉動部件和底座，在導桿孔中插入吊鉤， 逐節(jié)提取鉆桿和十字板頭。清洗十字板頭，檢查螺絲是否松動，軸桿是否彎曲；
13 水上進行十字板試驗，當孔底土質軟時，為防止套管在試 驗過程中下沉，應采用套管控制器；
14 對于開口鋼環(huán)十字板剪切儀，應修正軸干與土體之間的 摩擦力的影響；
15 在工程試驗前和結束后，應對十字板頭的扭力傳感器進行標定，在使用過程中出現異常應重新標定，標定時所用的傳感器、導線和測量儀器應與試驗時相同。
44.3.4 十字板剪切強度Cu、
應按下列公式計算：
(44.3.4-1)
(44.3.4-2)
(44.3.4-3)
式中：
—— 與十字板頭尺寸有關的常數(cm-2);
C——鋼環(huán)系數(N/mm);
Rg—— 軸桿和鉆桿與土摩擦時的量表最大讀數(mm);
Llb—— 率定時的力臂長(cm)。
44.3.5 土的靈敏度的計算應按本標準式(44.2.4)計算。
44.3.6 制圖應按本標準第44.2.5條的規(guī)定進行。
44.3.7 機械式十字板剪切試驗的記錄格式應符合本標準附錄 D 表 D.77 的規(guī)定。
