十字板剪切试验是一种用十字板测定饱和软粘性土不排水抗剪强度和灵敏度的试验，属于土体原位测试试验的一种。它是将十字板头由钻孔压入孔底软土中，以均匀的速度转动，通过一定的测量系统，测得其转动时所需之力矩，直至土体破坏，从而计算出土的抗剪强度。由十字板剪力试验测得之抗剪强度代表孔内土体的天然强度（不排水抗剪强度）。

    试验原理与计算

    原理

    根据十字板仪的不同，试验可分为普通十字板剪切试验和电测十字板剪切试验；根据贯入土体的不同方式，可分为预钻孔十字板剪切试验和自钻孔十字板剪切试验。

    但其原理是，对土体施加一定扭矩，将土体剪坏，测定土体因抗剪对试验仪产生的大扭矩，通过还算得到土体抗剪强度值。 [1]

    计算

    试验假设：

    1、土体是各向同性介质。

    2、破坏土体的高度为十字板高度，直径为十字板头直径。

    设剪切破坏时所施加的扭矩为M，则它与土体抗剪时的抵抗力矩相等，即

    式中：

    D为十字板直径(m );Dl为十字板的轴杆直径（m），H为十字板高度（m）。

    当轴杆直径Dl足够小时，多项式后一项忽略不计，上述公式简化为:

    取Cv=Ch，以Cu（待测土体抗剪强度）代替两个参数时，上述公式进一步简化:

    技术要求

    1、十字板插入深度不应小于钻孔或套管直径的3-5倍；孔间距大于0.75-1米。

    2、十字板插入土后应停留2-3分钟，太短或太长会使强度减小或增大。

    3、剪切速度一般为1°-2°/10秒，过快（粘滞性）过慢（固结）会使强度增加。一般3-10分钟会出现峰值后应继续剪切1分钟。

    4、测出峰值后应快速转动6周，测重塑土的不排水抗剪强度。

    使用方法

    1、根据地质勘探的布点要求，选取好位置，先在触探试验点两旁的地上拧两个地锚，拧前用铁锹在锚地点挖一个V型坑，坑深25-30cm,然后将地锚竖在V型槽内以缓慢的速度拧下，拧锚时用地锚压铁套在地锚杆上，将两根加力杆分别插在地锚压铁两边，两人或多人以推磨状地锚缓慢旋转拧下，两根地锚相距约0.8m，然后将地面铲平，铺上两块木垫板。

    2、与底架槽钢，用3个M8螺钉连接好后，安放在垫木板上，使两根已下好的锚位于支架两边，两根槽钢的中部，再将地锚压铁套在锚杆上，使底架槽钢与压铁相互连接，插好地锚销钉，将3螺丝钉旋在地锚压铁的螺孔中，矩形旋入使其顶紧底架槽钢，施压时注意贯入支架bixu与地面垂直，若不垂直可将一边螺钉继续旋入以达到垂直的目的，如贯入支架与地面倾斜，螺钉压紧已无法调整，可以松开螺钉，抽动一边垫板（高的一端）使垫板下土向两边推去减少其高度，以保证支架垂直地面。

    3、把带有一端电缆线的探头与已穿好探杆的电缆线相连接，用涤纶绝缘胶带纸缠封插头处，以防进水受潮和增加插座的抗拉力。将diyi根探杆连接，连接时一手握着探头，一手握着每节探杆，探头不动，转动探杆，使其连接。切勿转动探头，以免电缆线断裂。

    4、将带有探头已穿好的电缆的探杆，放在触探机一侧，取出带有探头的探杆，将探杆从上面板上对峙下面板的圆孔中穿过，使探头杆在下面板的圆孔对好，将探杆用探杆接头依次连接。

    5、将静力触探测力仪放在探杆旁边，电缆线的另一端与静力触探测量仪接好。仪表的接线盒调整，见静力触探测量仪使用说明书。仪表调整时需将探头垂直空避免阳光直射，将U型卡块卡在探杆街头上，将山形压板放在U型卡块的下面，使其两边槽卡主链条，重击卡主探杆，转动摇把使山形压板卡住的两根链条上的加长销由下向上运动，直至加长销带动山形板及探杆抬起，悬空垂直地面，读取初读数。

    6、仪表调整完毕准备工作就绪，就开始工作。可由4人操作，分工是两人专管摇把，以均匀的速度将探杆压下，一人放取探杆接头上的U型卡块和山形板兼顾接探杆，一人记录测量仪表读数。工作时将U型卡块卡在探杆上，再将山形板放置在U型卡块上，转动摇把，使加长销压住山形板，当加长销压住山形板工作时，使探杆以每分钟0.8-1.2m的速度向下贯入。

    7、将立柱上自行划上10cm一档的标尺，观察山形板下压移动的位置，记录人员每10cm记一仪表数。

    8、当一节探杆压入底部时，山形板与U型卡块接近下面板（探杆向下贯入时另一节探杆可根据情况在工作中雨向下贯入的探杆连接），这时停止摇把转动，握摇把的手juedui不能一下松开，要慢慢反方向转动直至链条变形引起的弹力消除，否则会因弹力将摇把猛然弹回而伤人。将山形板和U型卡块取出，放在上面接头上，重复上述过程中，是探杆不断压入土中，直至贯入到预定触探深度阻力仪表的极限，贯入即告结束。

    9、在探头贯入过程中，若因贯入阻力太大而将地锚稍稍拔起、机架上台，应停止贯入，是机架下落，将地锚压铁上蝴蝶螺钉旋一旋，使之再次压住低价钢槽。下锚时先要根据表土的松软情况，选用合适的地锚叶片，换叶片时只需将锚杆前的锚锥头拧下，卸下叶片换上所需叶片，将锚锥头重新拧紧。

    10、为了消除因温度变化对初读数的影响，在初贯入的3-5cm内每贯入1cm须将探杆往上稍提一下，在探头不受力的情况下，记取初读数。其操作方法是停止转动摇把将山形压板到U型卡块下面反转摇把，将探杆往上稍提一下，记取读数。

    11、贯入结束后即可将探杆拔起，拔起时将山形板放在U型卡块下面，反转摇把，是探杆拔起。当拔过几根后，摇把摇起来觉得轻松时，可将摇把查到齿轮轴的轴头上，这样拔杆速度可提高4倍。

    12、探杆全部拔起，搬开触探机架拧出地锚，一次实验便告结束.

    注意事项

    1、十字板的规格：形状宜为矩形，板高/板宽=2，板厚2mm~3mm，刃角60°，面积比=13%-14%（板越小对土体扰动越小，测量值越好）。对于钻孔十字板剪切试验，十字板插入孔底以下的深度应大于5倍钻孔径，以保证十字板能在不扰动土中进行剪切试验

    2、由于圆柱侧面和顶面达到剪切破坏不是同时的，因此强度并不是真正的峰值，是一种平均抗剪强度。

    3、十字板插入土中与开始扭剪的间歇时间应小于5min。因为插入时产生的超孔隙水压力的消散，会使侧向有效应力增长。拖斯坦桑(Torstensson(1977))发现间歇时间为1h和7d的，试验所得不排水抗剪强度比间歇时间为5min的，约分别增长9%和19%。

    4、扭剪速率也应很好控制。剪切速率过慢，由于排水导致强大增长。剪切速率过快，对饱和软粘性土由于粘滞效应也使强度增长。一般应控制扭剪速率为1。～2。/10s，并以此作为统一的标准速率，以便能在不排水条件下进行剪切试验。测记每扭转1。的扭矩，当扭矩出现峰值或稳定值后，要继续测读1min，以便确认峰值或稳定扭矩。