蘇州拓測儀器便攜式十字板剪切儀說明書

蘇州拓測儀器便攜式十字板剪切儀說明書

十字板剪切儀（便攜式）（英文名：Vane Shear Tester（Portable），簡稱 VST）是一種在工程現場直接測試粘土不排水抗剪強度的土工原位測試儀器。本套儀器大測試深度可達 3m，量程 0～260kPa，精度優于 10%。

1、儀器組成

整套儀器包括 1 只扭力計、6 根延長桿、4 只不同尺寸的十字板頭（其中一只板頭為選購件）、1 只板頭桿和 3 只輔助扳手。

（1） 扭力計：扭力計是土體抗剪強度測量裝置，主要利用計量彈簧的扭轉變形來測量十字板頭在土體中剪切扭轉時的抵抗力矩，從而獲得被測土體的抗剪強度。

延長桿：延長桿用于連接十字板頭和扭力計，延長桿共有 6 根，直徑Φ10mm， 長度 50cm，6 根延長桿首尾相連后的大長度可達 3m。可根據測試需要連接延長桿，以達到目標測量深度。對于較大深度測試應逐根增接延長桿。

十字板板頭：十字板板頭是對待測土體施加剪切力的執行機構器件，共有 4 種

尺寸，以適應對不同強度土體的測試。如表 1 所示。

+表 1 板頭參數

注釋（1）A 板頭為標準板頭。

（2） 對于標準板頭（A 板頭）而言，刻度圈，示數分有 0～130 刻度，刻度單位為kPa，刻度每大格內分有 5 小格,即小分度 2 。

（3） 采用不同型號的十字板板頭進行測量時，儀器讀數是由刻度圈示數乘以對應的板頭系數，才得到實際的剪切強度值。

例如：采用 A 板頭，測得讀數為 50，則對應為 50*1=50kPa 采用 B 板頭，測得讀數為 50，則對應為 50*2=100kPa

采用 C 板頭，測得讀數為 50，則對應為 50*0.5=25kPa

采用 D 板頭，測得讀數為 50，則對應為 50*0.0625=3.125kPa

板頭桿：板頭桿用于對待測土體進行預壓成孔，可用于對板頭的軸桿、延長桿與土體之間的摩擦力進行補償。其外形與板頭的軸桿*相同。也可在預壓成孔后，做修正性的扭剪測試，測試結果用以修正其他板頭的測試結果，從而減小或消除土體與桿的摩擦力對抗剪強度測試結果的影響。

2、測量操作步驟

（1） 先憑經驗估計待測土體的強度，選擇適用的十字板頭，將其與延長桿、扭力計通過螺紋旋緊聯接，此時需使用輔助扳手；~注：螺紋對接器件時，務必使用輔助扳手， 切不可用扭力計直接旋接。

手持操作，將十字板頭豎直緩慢壓入待測土體的深度；~注：十字板頭在壓入土體過程中要避免其在土體中的扭轉動作；如需輕敲鏈接桿不可直接敲擊扭力計， 防止損壞扭力計。

手動將扭力計的刻度圈撥回至 0 位（扭力計上針對齊刻度圈的 0 刻度線）。勻速緩慢地，順時針方向扭轉扭力計的把手（僅僅握住把手，不可把握其他部位），扭力計的上下兩部分則產生相對轉動，扭力計上針始終對齊著刻度圈的 0 位，并推動刻度圈順時針轉動。

繼續扭轉扭力計的手柄，直到土體被剪切破壞，停止扭轉扭力計，握住把手保持不動，手上會感覺仍有扭轉回彈力。此時刻度圈不再被扭力計上針推著順時針轉動而是保持不動，因土體被剪破，此時的計量彈簧扭力會小于峰值扭力（扭轉剪切土體過程中的計量彈簧的扭力峰值），扭力計上針會相對于刻度圈 0 位逆時針離開一點距離（或許不明顯）。

用手握住扭力計，跟隨緩慢釋放扭力，讓扭力計在彈簧的彈性恢復力作用下緩慢的回位（扭力計上針相對于刻度圈 0 位逆時針轉動）。此時刻度圈示數會慢慢增大，直到內部計量彈簧*恢復原態，即手上感覺的扭轉回彈力*消失。~注：切記不可讓扭力計在彈簧回彈力作用下自由的快速回位，這樣可能會撥動刻度圈造成讀數錯誤，也可能因此損壞扭力計。*回位后，此時上針指示著刻度圈上的某一刻度。

（7） 此時，讀取刻度圈的示數并記錄；~注：在扭剪測試過程中或讀數前，禁止接觸刻度圈或阻礙刻度圈的轉動，或任何人為撥動刻度圈的操作。

（8） 在讀取刻度圈示數的同時，需先記錄測試孔號、測試深度等其他信息。

（9） 讀數并記錄后，可從土體中提出整體儀器，并用手將刻度圈逆時針撥回零位。

（10） 根據下一次測試深度的需要，增加延長桿，并將十字板頭再次壓入土體至預測深度。

（11） 重復以上（3）～（10）步驟，直到該孔位所有深度測試完畢。

（12） 測試完畢后，將整體儀器從土體中取出。~注：在較軟的粘土中，可以利用扭力計直接將十字板頭從被測土體中取出；而在較硬的粘土中則需要借助其它的輔助設備，過大的起拔力可能對扭力計造成損壞。為避免損壞扭力計，可先用輔助扳手拆下扭力計后，再從土體中取出桿與板頭。

（13） 將全部使用過的器件用抹布等擦拭干凈后，整理放回設備箱。

3、重塑土剪切強度測量

為測得重塑土的剪切強度，可在上文步驟（9）之后將十字板頭快速旋轉若干圈（一般在 25 圈以上），按照前述步驟（3）～（9）的過程對重塑土進行多次（一般在 2次以上）測試，可測得重塑土的剪切強度。~注:在十字板頭多次扭轉過程中，需盡量保持板頭在土體中的深度不變。

當對較深的土體測試中，應在將一根延長桿阿壓入土體之后再逐根增接延長桿， 而不可在全部延長桿聯接好后欲想一次性壓入土體，鑒于細長的延長桿在下端受力時極易因彎曲而折斷。

為獲得硬質地層的測試結果，應該在十字板測試讀數中減去摩擦測試的結果。摩擦測試應在十字板剪切測試前，用板頭桿替換十字板頭預壓成孔至預定深度， 扭轉測試后刻度圈的示數即為摩擦測試結果。

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