SZB-1.0型便携式十字板剪切仪

便携式十字板剪切仪英文名Vane Shear Tester，简称VST，是一种在工程现场直接测试粘土不排水抗剪强度的土工原位测试仪器。本套仪器测试深度可达3m，量程0～260kPa，精度优于10%。

1、仪器组成

整套仪器包括1只扭力计、6根延长杆、4只不同尺寸的十字板头（其中一只板头为选购件）、1只板头杆和3只辅助扳手。

（1）扭力计：扭力计是土体抗剪强度测量装置，主要利用计量弹簧的扭转变形来测量十字板头在土体中剪切扭转时的抵抗力矩，从而获得被测土体的抗剪强度。

（2）延长杆：延长杆用于连接十字板头和扭力计，延长杆共有 6 根，直径Φ10mm，长度 50cm，6 根延长杆首尾相连后的大长度可达 3m。可根据测试需要连接延长杆，以达到目标测量深度。对于较大深度测试应逐根增接延长杆。

（3）十字板板头：十字板板头是对待测土体施加剪切力的执行机构器件，共有 4 种尺寸，以适应对不同强度土体的测试。如表 1 所示。

板头参数：

注释：

（1）A 板头为标准板头。

（2）对于标准板头（A 板头）而言，刻度圈，示数分有 0～130 刻度，刻度单位为kPa，刻度每大格内分有 5小格，即小分度 2 。

（3）采用不同型号的十字板板头进行测量时，仪器读数是由刻度圈示数乘以对应的板头系数，才得到实际的剪切强度值。

例如：

采用 A 板头，测得读数为 50，则对应为 50*1=50kPa

采用 B板头，测得读数为 50，则对应为 50*2=100kPa

采用 C 板头，测得读数为 50，则对应为 50*0.5=25kPa

采用 D 板头，测得读数为 50，则对应为 50*0.0625=3.125kPa

（4）板头杆：板头杆用于对待测土体进行预压成孔，可用于对板头的轴杆、延长杆与土体之间的摩擦力进行补偿。其外形与板头的轴杆完全相同。也可在预压成孔后，做修正性的扭剪测试，测试结果用以修正其他板头的测试结果，从而减小或消除土体与杆的摩擦力对抗剪强度测试结果的影响。

2、测量操作步骤

（1）先凭经验估计待测土体的强度，选择适用的十字板头，将其与延长杆、扭力计通过螺纹旋紧联接，此时需使用辅助扳手；注：螺纹对接器件时，务必使用辅助扳手，切不可用扭力计直接旋接。

（2）手持操作，将十字板头竖直缓慢压入待测土体的指定深度；~注：十字板头在压入土体过程中要避免其在土体中的扭转动作；如需轻敲链接杆不可直接敲击扭力计，防止损坏扭力计。

（3）手动将扭力计的刻度圈拨回至 0 位（扭力计上针对齐刻度圈的 0 刻度线）。

（4）匀速缓慢地，顺时针方向扭转扭力计的把手（仅仅握住把手，不可把握其他部位），扭力计的上下两部分则产生相对转动，扭力计上针始终对齐着刻度圈的 0 位，并推动刻度圈顺时针转动。

（5）继续扭转扭力计的手柄，直到土体被剪切破坏，停止扭转扭力计，握住把手保持不动，手上会感觉仍有扭转回弹力。此时刻度圈不再被扭力计上针推着顺时针转动而是保持不动，因土体被剪破，此时的计量弹簧扭力会小于峰值扭力（扭转剪切土体过程中的计量弹簧的扭力峰值），扭力计上针会相对于刻度圈 0 位逆时针离开一点距离（或许不明显）。

（6）用手握住扭力计，跟随缓慢释放扭力，让扭力计在弹簧的弹性恢复力作用下缓慢的回位（扭力计上针相对于刻度圈 0 位逆时针转动）。此时刻度圈示数会慢慢增大，直到内部计量弹簧完全恢复原态，即手上感觉的扭转回弹力完全消失。注：切记不可让扭力计在弹簧回弹力作用下自由的快速回位，这样可能会拨动刻度圈造成读数错误，也可能因此损坏扭力计。完全回位后，此时上针指示着刻度圈上的某一刻度。

（7）此时，读取刻度圈的示数并记录；注：在扭剪测试过程中或读数前，禁止接触刻度圈或阻碍刻度圈的转动，或任何人为拨动刻度圈的操作。

（8）在读取刻度圈示数的同时，需先记录测试孔号、测试深度等其他信息。

（9）读数并记录后，可从土体中提出整体仪器，并用手将刻度圈逆时针拨回零位。

（10）根据下一次测试深度的需要，增加延长杆，并将十字板头再次压入土体至预测深度。

（11）重复以上（3）～（10）步骤，直到该孔位所有深度测试完毕。

（12）测试完毕后，将整体仪器从土体中取出。注：在较软的粘土中，可以利用扭力计直接将十字板头从被测土体中取出；而在较硬的粘土中则需要借助其它的辅助设备，过大的起拔力可能对扭力计造成损坏。为避免损坏扭力计，可先用辅助扳手拆下扭力计后，再从土体中取出杆与板头。

（13）将全部使用过的器件用抹布等擦拭干净后，整理放回设备箱。

3、重塑土剪切强度测量

（1）为测得重塑土的剪切强度，可在上文步骤（9）之后将十字板头快速旋转若干圈（一般在 25 圈以上），按照前述步骤（3）～（9）的过程对重塑土进行多次（一般在 2次以上）测试，可测得重塑土的剪切强度。注:在十字板头多次扭转过程中，需尽量保持板头在土体中的深度不变。

（2）当对较深的土体测试中，应在将一根延长杆压入土体之后再逐根增接延长杆，而不可在全部延长杆联接好后欲想一次性压入土体，鉴于细长的延长杆在下端受力时极易因弯曲而折断。

（3）为获得硬质地层的测试结果，应该在十字板测试读数中减去摩擦测试的结果。摩擦测试应在十字板剪切测试前，用板头杆替换十字板头预压成孔至预定深度，扭转测试后刻度圈的示数即为摩擦测试结果。