十字板试验确定软黏土抗剪强度指标探讨.pdf

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1、第39卷第6期四川建筑科学研究2013年12月SichuanBuildingScience147十字板试验确定软黏土抗剪强度指标探讨赵佩胜，张尚根(解放军理工大学工程兵工程学院，江苏南京210007)摘要：从十字板剪切试验原理出发，结合Mohr—Coulomb抗剪强度公式，得到了十字板剪切试验强度与深度的关系式，通过最小二乘法建立了土体抗剪强度指标黏聚力c和摩擦角的计算公式。实例计算表明，由十字板剪切试验成果推算的抗剪强度指标c、值与直剪固结快剪试验的结果接近。关键词：软黏土；十字板试验；最小二乘法；抗

2、剪强度指标中图分类号：TU447文献标志码：B文章编号：1008—1933(2013)06—147—020引言=盯删×丁+2××詈丁十字板剪切试验是一种常用的原位测试技术，=÷订D晰v+-~-'rrD。丁H(1)在岩土工程勘察中已被广泛应用于测定软黏性土的式中肛一剪切破坏时的扭矩，kN·m；抗剪强度指标，特别适用于均匀的饱和软黏土。十丁，丁——剪切破坏时圆柱体侧面和上下端面土字板剪切试验由于试验设备简单、操作方便等优点的抗剪强度，kPa；而被广泛应用，并可用于计算地基承载力，确定软黏十字板的高度，m；土

3、的灵敏度及固结历史等地基力学参数J。因它D——十字板的宽度，m。无需取样，而是直接在地基土的原位进行试验，可以在实际应用时为了简化计算，一般都假定土体大大提高工效，同时又能克服在取样、运输、保存和为各向同性，圆柱体侧面和上下端面土的抗剪强度制备等过程中对土样造成的扰动，特别是对高灵敏相等，并且同时发挥，即令丁=丁，并统一标记为度黏性土扰动后的影响更大，因此，可以提高试验结+，则由公式(1)可计算得土的抗剪强度为：l】刮果的准确性和可靠性。丁+：—(2)1TD(日+)1试验原理j式中+——十字板测定的土的

4、抗剪强度，kPa。十字板剪切试验的基本原理，是将十字板仪由勘察的钻探孔压入孔底的软土中，并以均匀的速度2土体抗剪强度指标c、推算转动，通过孔口架设的测量装置，来测定其转动时的在工程实践中，常用土体的c、指标进行抗剪力矩，直至被测试的土体完全破坏时所需的力矩，通强度计算，而十字板剪切试验测得的是土体的总体过理论公式计算得出土的抗剪强度指标。十字板剪抗剪强度，没有给出土体的c、指标，这给土压力、切试验测得的是软黏土的原位不排水抗剪强度，它地基承载力等计算带来不便。在十字板剪切试验代表土的天然强度。十字板剪切

5、试验一般和钻机配中，严格地说≠，因为土的抗剪强度与剪切面合使用。设土体剪切破坏时所施加的扭矩为，其上的正应力大小有关，因而正常固结的软黏土其水值应该十字板头剪切破坏圆柱体表面(包括侧面和平面上的抗剪强度大于垂直面上的抗剪强度4。。上下端面)上土的抗剪强度所产生的抵抗力矩相十字板剪切破坏圆柱体侧面上的及上下端面上等，即：的7I均满足Mohr—Coulomb抗剪强度公式，则：Htan~p+c(3a)下v=k017"tan+c(3b)收稿日期：2012-06-07式中，k。为软土的静止侧压力系数，对于软黏土k

6、。作者简介：赵佩胜(1962一)，男，江苏启东人，硕士，副教授，主要从=0．57[41；o-Tz事工程地质的教学、工程勘察与管理工作。，为竖向有效应力，kPa；T为软E—mall：genzs3@126．tom土的天然重度，kN／m；z为计算点的深度，m。148四川建筑科学研究第39卷将式(3)代人式(1)得：相关系数r为：M=寺竹DH(k。'tan~p+c)+1霄D。('tan~+c)irb∑i+i一∑∑+ii===li=li=lr：——==========二===二二二二二二二二二二二二二二二二二二，

7、1nni1(4)／[n∑z一(∑i)][n∑r：i一(∑r+j)]进一步整理得：V1liIi11=l(8c)D／3=D／3ztan+c(5)盯D(+)日+⋯’。考虑剪切速率和土的各项异性，实际工程运用时需要对试验值进行修正，文献[1]给出了十字板令=，则式(5)改写为：剪切试验的修正系数，叼=，为土的各项异1TD(日+而D／3)’ac(、6)性修正系数，为剪切破坏时问的修正系数。=1．05～1．10，随塑性指数，的增大，逐渐减小，当为充分利用十字板剪切试验成果，比较式(6)，P<40时，A1．10。R=

8、1．05—6辟，b=0．015+与式(2)得：0．00751ogtf，tf为剪切破坏时间，min。+=tan+c(7)对某一软土的十字板剪切试验而言，日、D及3工程实例分析为常数，k。变化不大，可视为常数，则可视为常数。由式(7)可知，丁+在软土中抗剪强度随深度z南京市轨道交通一期工程的岩土工程勘察过程成直线变化，这与文献[3]的结论一致。中，对其中的②一2b4层软土分别进行了直接剪切对于同一软土层中不同深度处的凡组十字板剪试验、三轴试验和