十字板剪切试验（）

十字板剪切试验是用插入土中的标准十字板探头，以一定速率扭转，量测土破坏时的抵抗力距，测定土的不排水抗剪强度。十字板剪切仪构造如图8-18所示。试验时先将套管打到预定的深度，并将套管内的土清除。将十字板装在钻杆的下端后，通过套管压入土中。压入深度约为750mm。然后由地面上的扭力设备仪对钻杆施加扭矩，使埋在土中的十字板旋转，直至土剪切破坏（图8-19）。破坏面为十字板旋转所形成的圆柱面。设剪切破坏时所施加的扭矩为M，则它应该与剪切破坏圆柱面（包括侧面和上下面）上土的抗剪强度所产生的抵抗力矩相等，即

图8-18　十字板剪切仪

图8-19　十字板剪切原理

式中M——剪切破坏时的扭力矩（kN·m）；

τv 、 τH——剪切破坏时的圆柱体侧面和上下面土的抗剪强度（kPa） ；

H、 D——十字板高度和直径（m）

实用上为了简化计算，在常规的十字板剪切试验中仍假设τv=τH=τf，将这一假设代入式（8-18）中，得

式中τf——在现场由十字板剪切仪测定的土的抗剪强度（kPa），其余符号同前。在实际土层中，τV和τH是不同的。爱斯（Aas）曾利用不同的的十字板剪切仪测定饱和粘性土的抗剪强度。试验结果表明：对于所试验的正常固结饱和粘性土，τH/ τV =1.5～2.0 ；对于稍超固结的饱和软粘土，τH/τV =1.1。这一试验结果说明天然土层的抗剪强度是非等向的，即水平面上的抗剪强度大于垂直面上的抗剪强度。这主要是由于水平面上的固结压力大于侧向固结压力的缘故。

十字板剪切仪适用于饱和软粘土（φ=0），它的优点是构造简单、操作方便，原位测试时对土的结果扰动也较小，故在实际中得到广泛的应用。但在软土层中夹薄砂层时，测试结果可能失真或偏高。