TB 10051-97 铁
基本信息
标准号： TB 10051-97 铁
中文名称：工程地基土十字板剪切试验规程
标准类别：铁路运输行业标准(TB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
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出版信息
相关单位信息
标准简介
TB 10051-97.Code for vane shear test of railway engineering fou ndation soil.
1总则
1.0.1为统一铁路工程地基土现场十字板剪切试验的技术要求和成果应用，制定本规程。
1.0.2 TB 10051主要适用于饱和软粘土，其测试深度不宜大于30m;除直接取得地基土的不排水抗剪强度外，尚可估算路堤填筑临界高度和确定地基承载力等。
1.0.3本规程规定的试验仪器是;
1.电测式十字板剪切仪，包括触探一 十字板两用仪。
2钢环式十字板剪切仪(机械式十字板剪切仪)。
1.0.4现场十字板剪切试验工作除应符合本规程外,尚应符合国家和铁道部现行有关标准的规定。
2术语、 主要符号
2.1术语
2.1.1十字板剪切试验 (VST)
本规程狭指使用十字板剪切仪对地基中所指定的点位，进行不排水剪切试验，亦称现场十字板试验。其以规定的试验方式和旋转速率，对插入地基土中的十字板头施加扭力,直至将土剪损，测定十字板旋转时所成理想圆柱体表面处土的抵抗扭矩，从而可计算出在平均意义.上土对十字板头的各种不排水抗剪强度(峰值强度、残余强度、重塑土强度),并以V ane Shear Test的缩写VST作为十字板剪切试验的通用代号。
2.1.2剪损
在十字板的剪应力-转角(r0)关系曲线上,当剪应力r达峰值T时，便认为土已被剪损。
2.1.3峰值强度
用VST测得天然状态下，土被剪损时的剪应力峰值(rp), 通常简称为十字板强度(&)。按其剪切属性，应为原位应力条件下原状土的不排水抗剪强度。
2.1.4残余强度
土被剪损后，剪应力随十字板转角的继续增大而降低至某一稳定的最小值，此最小稳定值称为残余强度(&a)。
1总则
1.0.1为统一铁路工程地基土现场十字板剪切试验的技术要求和成果应用，制定本规程。
1.0.2 TB 10051主要适用于饱和软粘土，其测试深度不宜大于30m;除直接取得地基土的不排水抗剪强度外，尚可估算路堤填筑临界高度和确定地基承载力等。
1.0.3本规程规定的试验仪器是;
1.电测式十字板剪切仪，包括触探一 十字板两用仪。
2钢环式十字板剪切仪(机械式十字板剪切仪)。
1.0.4现场十字板剪切试验工作除应符合本规程外,尚应符合国家和铁道部现行有关标准的规定。
2术语、 主要符号
2.1术语
2.1.1十字板剪切试验 (VST)
本规程狭指使用十字板剪切仪对地基中所指定的点位，进行不排水剪切试验，亦称现场十字板试验。其以规定的试验方式和旋转速率，对插入地基土中的十字板头施加扭力,直至将土剪损，测定十字板旋转时所成理想圆柱体表面处土的抵抗扭矩，从而可计算出在平均意义.上土对十字板头的各种不排水抗剪强度(峰值强度、残余强度、重塑土强度),并以V ane Shear Test的缩写VST作为十字板剪切试验的通用代号。
2.1.2剪损
在十字板的剪应力-转角(r0)关系曲线上,当剪应力r达峰值T时，便认为土已被剪损。
2.1.3峰值强度
用VST测得天然状态下，土被剪损时的剪应力峰值(rp), 通常简称为十字板强度(&)。按其剪切属性，应为原位应力条件下原状土的不排水抗剪强度。
2.1.4残余强度
土被剪损后，剪应力随十字板转角的继续增大而降低至某一稳定的最小值，此最小稳定值称为残余强度(&a)。
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标准内容
中华人民共和国行业标准
铁路工程地基土十字板剪切试验规程Code for vane shear test of railwayengineer ing fcundaticn scilTB10051—7
主编单位：铁道部第四勘测设计院批准部门：中华人民共和国铁道部施行日期：1997年7月1日
1997年.北京
AONiKAca-
关于发布《新建铁路摄影测量规范》等6个铁路工程建设标准的通知
铁建函[199758号
新建铁路摄影测量规范》（TB1005097)铁路工程地基土十字板剪切试验规程》（TB10051一9）铁路柔性墩桥技术规范第TB1005297)、铁路房屋增层和纠倾技术规范》（TB101149全球定位系统（GP铁露测量规程（TB10054一一97和.铁路混凝土与砌体工程施工及验收规范(TB1021097)经审查批准，现辛发布，自练年月1日起施行，现行铁露混凝王皮班石工程施工规范》（TBJ21086)，铁路测量技术规则》（TBJ101中的第二篇航空摄影测量和铁露柔性墩桥设计暂行规定（铁建1991108号）同时废止，
以上规范由部建设司负责解释，由建设司标准科情所和铁道出版社共同组织出版发行。
中华人民共和国铁道部
一九九七年三月三日
术语、主要符号
3试验设备
一般规定
试验仪器
十字板头
血血血血血出血血血血血血血血血血3.4试验用探杆
4，测力计的率定
一般规定
扭力传感器的率定
4.3开口钢环的率定
5现场试验：
般规定患血而血血血血血而血血血患血血患血血血血电测式十字板试验
钢环式十字板试验
6资料整理与成果分析
附录A
附录B
附录C
附录D
电测式十字板试验资料整理与计算.5
+面血血临血临面面血血品血血肠血面临F+6
钢环式十字板试验资料整理与计算单孔十字板试验成果
成果应用··+·+++
传感器检测误差计算
十字板剪切试验记录表
十字板剪切试验成果图
十字板试验成果的应用计算
固结不排水抗剪度参数和超固结比的15
D.2土层强度各向异性比的判定
地基稳定性评价
附录E本规程用词说明
附加说明
条文说明
YYKAoNiKAca-
1.0.1为统一铁路工程地基土现场十字板剪切试验的技术要求和成果应用，制定本规程,
1.0.2本规程主要适用于饱和软粘土，其测试深度不宜大于30m：除直接取得地基土的不排水抗剪强度外，尚可估算路堤填筑临界高度和确定地基承载力等。1.0.3本规程规定的试验仪器是：1．电测式十字板剪切仪，包括触探一十字板两用仪。2钢环式十字板剪切仪（机械式十字板剪切仪）。1.0.4现场十字板剪切试验工作除应符合本规程外，尚应符合国家和铁道部现行有关标准的规定。1
2 术语，主要符号
2.1术语
2.1.1十字板剪切试验（ST)
KAONKAca-
本规程狭指使用十学板剪切仅对地基中所指定的点位，进行不排水剪切试验，亦称现场十字板试验。其以规定的试验方式和旋转速率，对插入地基土中的十字板头施加扭力，直至将土剪损，测定十字板旋转时所成理想圆柱体表面处的抵抗扭矩，划而可计算出在平均意义上土对十字板头的客种不排水抗剪强度（峰值强度，残余强度，重塑土强度），并以VmeShearTest的缩写VST作为十字板剪切试验的通用代号。2.1.2剪损
在十学字板的剪应-转角（的美亲曲线上，当剪应力达峰值时，便认为土已被剪损。
2.1.3峰值强度
用VST测得天然状态下，土被剪损时的剪应力峰值（），通常简称为十字板强度（）。按其剪切属性，应为原位应力条件下原状土的不排水抗剪强度。
2.1.4残余强度
土被剪损后，剪应力随十字板转角的继续增大而降低至某一稳定的最小值，此最小稳定值称为残余强度（8）。2.1.5重塑土强度
在完成原状土剪切试验之后，将十字板按规程规定在原位转动若士圈，使剪切带士充分扰动后再进行剪切试验，测定出十学板头所成圆柱体表面处土的最大剪应力（m）值即s。2.1.6灵敏度
本规程专指用测定的原状士干字板强度与其重塑强2
度之比8=&/&。
2.1.了探杆的弯曲度
对于一根探杆，其中点处的挠度与杆长之比：或两根相连接的等长探杆，其接头处对于两探杆中点连线的偏离4与杆长之比。www.bzxz.net
2.2主要符号
一十字板头翼板及轴杆的横截面积之和与受剪土圆柱体横截面积之比，
路堤顶面实际宽度
路堤顶面计算宽度
路堤顶宽的临界值
钢环率定系数
固结不排水剪粘聚力
十字板头翼板宽度
十字板头轴杆直径
在额定荷重下仪表的满量程输出值安全系数
十字板头翼板高度
均质土坡的安全高度
路堤填筑临界高度
塑性指数
I型十字板几何常数
Ⅱ型十字板几何常数
土的静止侧压力系数
十字板扭矩
边坡坡率，经验指数
稳定因数
切深比
平均荷载
条形基础理探为零时的极限承载力钢环式十字板量表读数
强度客向异性比
超固结比
十字板强度
重塑土强度
残余强度
十字板头翼板厚度
灵敏度
滑弧最大下切深度
土的天然重度
土层有效重度平均值
填筑土重度
传感器检测误差
记录仪读数
十字板转莆
试验点处钢环式十字板第号转角微应变
泊松比
传感器率定系数
士的有效首重压计算值，
士的有效自重压力
地基容许承载力
剪应力
剪应力峰值
土的不排水抗剪强度
最后险滑动圆弧的半周角
KAONKAca
3试验设备
3.1一般规定
31.1十字板剪切试验设备应采用电测式或钢环式十字板剪切仅进行试验，
3.1.2十字板剪切试验设备应符合本规程规定的技术要求。3.1.3十字板剪切试验设备，使用前应检查、校验，使用后应清洗、保养。
3.2试验夜器
32.1电测式十字板剪切仪的扭力传感器应采用电阻应变式.并应符合下列规定：
1.在额定荷载下的检测总误差不应大于3%S，其中非线性误差，重复性误差，滞带后误差、归零误差均应小于1S，2.传感器出厂时的对地绝缘电阻不应小于500M惊，在300kPa水压下恒压2h后，绝缘电阻仍应大于300M2；3.用于现场试验的传感器，其对地绝缘电阻不得小于20M24.传感器护套外径不宜大于20mm。3.2.2电测式十字板剪切试验用的记录仪，应符合下列技术要求：
1.时漂应小于0.1%s/h，温漂应小于0.01%FS/℃2有效最小分度值应小于0.06%至S。3.2.3电测十字板剪切仪主机的探杆夹持器应能牢固夹持探杆，不得产生相对转动。
3.2.4钢环式测力计，其检测精度应符合3.2.1第1款要求：配备的量表和刻度盘，其检测误差应小于1%S。5
33十字板头
十字板头规格应符合表33.1的规定。十字板头的规格
注；对于淤泥，宜使用I型板头进行试验，长度
高宽比
riAoNiKAca
面积比
厚宽比
3.3.2十字板头宜采用不锈钢整体铸造翼板表面粗糙度不得大于0.bum。
钢环式干字板头的连接形式，可采用牙嵌式或离合式。3.3.3
3.4试验用探杆
3.4.1十字板剪切试验用的探杆必须平直。用于前5m 的探杆其弯曲度不应大于0.05%，后续探杆的弯曲度不应大于0.1%。3.4.2探杆两端螺纹轴线的同轴度公差应小于mm，且在彼此连接上应有良好的互换性。以锥形螺纹连接的探杆，连接后不得有晃动现象：以圆柱形螺纹连接的探杆，要求丝扣之根，肩应能拧紧密合。
34.3对试验深度大于10m的钢环式十字板试验孔，应安设导轮，导轮间距不宜大于10m。
4测力计的率定
41一般规定
4.1.1电测式十字板的扭力传感器和钢环式十字板的开口钢环，使用前必须率定，率定时宜在室温20士5C的环境中进行。当试验需在低温（0℃）或高温（>40℃）下作业时，试验前宜对钢环或传感器作温度效应检验。
4.1.2扭力传感器和开口钢环的率定系数，其有效期分别为三个月和半年，逾期应重新率定方可使用。41.3无论是扭力传感器或开口钢环，在试验过程中如遇异常情况，均应进行校验性率定。
4.1.4扭力传感器和开口钢环应连同配套使用的仪表一道率定：同型号仪表经检定互换后不致引起率定系数的改变量大于1%时，可替换使用。
4.1.5测力计经率定合格后，应建立档案，记录其编号，率定系数，率定者，日期，作为核查依据。4.2扭力传感器的率定
4.2.1扭力传感器的率定，宜按下列步骤进行1将传感器的一端固定在专用率定架的力矩盘中，另一端嵌入活动支座中。
2接通记录仪表，并将仪表预调零。3将传感器与仪表一道预热，观察仪表零位漂移情况。然后锁定活动支座，注意观察支座锁定时是否产生附加漂移。如有附加漂移出现，应查找原因，设法消除。4零漂稳定和附加漂移消除后，复将仪表调零或记下初读数，即可进行正式率定。
YKAONKAca
5用码逐级对力矩盘施加扭矩，同时记录各级扭矩时的仪表读数。至额定荷载加上后，逐级卸荷并记录读数，完成一个加、卸荷循环。
6松开活动支座，将力矩盘连同传感器转动60或120°，重复第4.21.3~42.15款过程，如此反复加，卸荷6或3个循环。
4.2.2率定时最大加荷量应根据传感器的额定扭矩确定加荷等级可按最大加荷量的110分级。
4.2.3传感器扭矩率定系数应由式（4.2.3-1）及（4.2.3-2）确定：
e（e)
式中-
一传感器亦即十字板头扭矩（kN·m）传感器率定系数（kNm/e）：
记录仪读数（ne）
第级荷载时客次仪表读数平均值（e）：一第级荷载时的扭矩（kN·m）。f
(4.2. 3-1)
(4.2.3-2)
4.2.4传感器的客项检测误差可按本规程附录A计算。4.3开口钢环的率定
4.3.1开口钢环的率定可按下列步骤进行：1．率定前将仪表安置就位，并将量表预调零。2.用砖码对扭矩盘逐级施加扭力，记录各级荷载下的钢环变形量。然后逐级卸荷并记录钢环变形量（即量表读数）。3转动扭矩盘约90°，重复上述步骤，如此反复率定4次，4.3.2取每级扭矩下各次量表读数的平均值，绘制钢环率定曲线。
4.3.3钢环率定系数0可按式（4.3.3）计算：O=Z·P/s
(4. 3. 3)
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铁路工程地基土十字板剪切试验规程Code for vane shear test of railwayengineer ing fcundaticn scilTB10051—7
主编单位：铁道部第四勘测设计院批准部门：中华人民共和国铁道部施行日期：1997年7月1日
1997年.北京
AONiKAca-
关于发布《新建铁路摄影测量规范》等6个铁路工程建设标准的通知
铁建函[199758号
新建铁路摄影测量规范》（TB1005097)铁路工程地基土十字板剪切试验规程》（TB10051一9）铁路柔性墩桥技术规范第TB1005297)、铁路房屋增层和纠倾技术规范》（TB101149全球定位系统（GP铁露测量规程（TB10054一一97和.铁路混凝土与砌体工程施工及验收规范(TB1021097)经审查批准，现辛发布，自练年月1日起施行，现行铁露混凝王皮班石工程施工规范》（TBJ21086)，铁路测量技术规则》（TBJ101中的第二篇航空摄影测量和铁露柔性墩桥设计暂行规定（铁建1991108号）同时废止，
以上规范由部建设司负责解释，由建设司标准科情所和铁道出版社共同组织出版发行。
中华人民共和国铁道部
一九九七年三月三日
术语、主要符号
3试验设备
一般规定
试验仪器
十字板头
血血血血血出血血血血血血血血血血3.4试验用探杆
4，测力计的率定
一般规定
扭力传感器的率定
4.3开口钢环的率定
5现场试验：
般规定患血而血血血血血而血血血患血血患血血血血电测式十字板试验
钢环式十字板试验
6资料整理与成果分析
附录A
附录B
附录C
附录D
电测式十字板试验资料整理与计算.5
+面血血临血临面面血血品血血肠血面临F+6
钢环式十字板试验资料整理与计算单孔十字板试验成果
成果应用··+·+++
传感器检测误差计算
十字板剪切试验记录表
十字板剪切试验成果图
十字板试验成果的应用计算
固结不排水抗剪度参数和超固结比的15
D.2土层强度各向异性比的判定
地基稳定性评价
附录E本规程用词说明
附加说明
条文说明
YYKAoNiKAca-
1.0.1为统一铁路工程地基土现场十字板剪切试验的技术要求和成果应用，制定本规程,
1.0.2本规程主要适用于饱和软粘土，其测试深度不宜大于30m：除直接取得地基土的不排水抗剪强度外，尚可估算路堤填筑临界高度和确定地基承载力等。1.0.3本规程规定的试验仪器是：1．电测式十字板剪切仪，包括触探一十字板两用仪。2钢环式十字板剪切仪（机械式十字板剪切仪）。1.0.4现场十字板剪切试验工作除应符合本规程外，尚应符合国家和铁道部现行有关标准的规定。1
2 术语，主要符号
2.1术语
2.1.1十字板剪切试验（ST)
KAONKAca-
本规程狭指使用十学板剪切仅对地基中所指定的点位，进行不排水剪切试验，亦称现场十字板试验。其以规定的试验方式和旋转速率，对插入地基土中的十字板头施加扭力，直至将土剪损，测定十字板旋转时所成理想圆柱体表面处的抵抗扭矩，划而可计算出在平均意义上土对十字板头的客种不排水抗剪强度（峰值强度，残余强度，重塑土强度），并以VmeShearTest的缩写VST作为十字板剪切试验的通用代号。2.1.2剪损
在十学字板的剪应-转角（的美亲曲线上，当剪应力达峰值时，便认为土已被剪损。
2.1.3峰值强度
用VST测得天然状态下，土被剪损时的剪应力峰值（），通常简称为十字板强度（）。按其剪切属性，应为原位应力条件下原状土的不排水抗剪强度。
2.1.4残余强度
土被剪损后，剪应力随十字板转角的继续增大而降低至某一稳定的最小值，此最小稳定值称为残余强度（8）。2.1.5重塑土强度
在完成原状土剪切试验之后，将十字板按规程规定在原位转动若士圈，使剪切带士充分扰动后再进行剪切试验，测定出十学板头所成圆柱体表面处土的最大剪应力（m）值即s。2.1.6灵敏度
本规程专指用测定的原状士干字板强度与其重塑强2
度之比8=&/&。
2.1.了探杆的弯曲度
对于一根探杆，其中点处的挠度与杆长之比：或两根相连接的等长探杆，其接头处对于两探杆中点连线的偏离4与杆长之比。www.bzxz.net
2.2主要符号
一十字板头翼板及轴杆的横截面积之和与受剪土圆柱体横截面积之比，
路堤顶面实际宽度
路堤顶面计算宽度
路堤顶宽的临界值
钢环率定系数
固结不排水剪粘聚力
十字板头翼板宽度
十字板头轴杆直径
在额定荷重下仪表的满量程输出值安全系数
十字板头翼板高度
均质土坡的安全高度
路堤填筑临界高度
塑性指数
I型十字板几何常数
Ⅱ型十字板几何常数
土的静止侧压力系数
十字板扭矩
边坡坡率，经验指数
稳定因数
切深比
平均荷载
条形基础理探为零时的极限承载力钢环式十字板量表读数
强度客向异性比
超固结比
十字板强度
重塑土强度
残余强度
十字板头翼板厚度
灵敏度
滑弧最大下切深度
土的天然重度
土层有效重度平均值
填筑土重度
传感器检测误差
记录仪读数
十字板转莆
试验点处钢环式十字板第号转角微应变
泊松比
传感器率定系数
士的有效首重压计算值，
士的有效自重压力
地基容许承载力
剪应力
剪应力峰值
土的不排水抗剪强度
最后险滑动圆弧的半周角
KAONKAca
3试验设备
3.1一般规定
31.1十字板剪切试验设备应采用电测式或钢环式十字板剪切仅进行试验，
3.1.2十字板剪切试验设备应符合本规程规定的技术要求。3.1.3十字板剪切试验设备，使用前应检查、校验，使用后应清洗、保养。
3.2试验夜器
32.1电测式十字板剪切仪的扭力传感器应采用电阻应变式.并应符合下列规定：
1.在额定荷载下的检测总误差不应大于3%S，其中非线性误差，重复性误差，滞带后误差、归零误差均应小于1S，2.传感器出厂时的对地绝缘电阻不应小于500M惊，在300kPa水压下恒压2h后，绝缘电阻仍应大于300M2；3.用于现场试验的传感器，其对地绝缘电阻不得小于20M24.传感器护套外径不宜大于20mm。3.2.2电测式十字板剪切试验用的记录仪，应符合下列技术要求：
1.时漂应小于0.1%s/h，温漂应小于0.01%FS/℃2有效最小分度值应小于0.06%至S。3.2.3电测十字板剪切仪主机的探杆夹持器应能牢固夹持探杆，不得产生相对转动。
3.2.4钢环式测力计，其检测精度应符合3.2.1第1款要求：配备的量表和刻度盘，其检测误差应小于1%S。5
33十字板头
十字板头规格应符合表33.1的规定。十字板头的规格
注；对于淤泥，宜使用I型板头进行试验，长度
高宽比
riAoNiKAca
面积比
厚宽比
3.3.2十字板头宜采用不锈钢整体铸造翼板表面粗糙度不得大于0.bum。
钢环式干字板头的连接形式，可采用牙嵌式或离合式。3.3.3
3.4试验用探杆
3.4.1十字板剪切试验用的探杆必须平直。用于前5m 的探杆其弯曲度不应大于0.05%，后续探杆的弯曲度不应大于0.1%。3.4.2探杆两端螺纹轴线的同轴度公差应小于mm，且在彼此连接上应有良好的互换性。以锥形螺纹连接的探杆，连接后不得有晃动现象：以圆柱形螺纹连接的探杆，要求丝扣之根，肩应能拧紧密合。
34.3对试验深度大于10m的钢环式十字板试验孔，应安设导轮，导轮间距不宜大于10m。
4测力计的率定
41一般规定
4.1.1电测式十字板的扭力传感器和钢环式十字板的开口钢环，使用前必须率定，率定时宜在室温20士5C的环境中进行。当试验需在低温（0℃）或高温（>40℃）下作业时，试验前宜对钢环或传感器作温度效应检验。
4.1.2扭力传感器和开口钢环的率定系数，其有效期分别为三个月和半年，逾期应重新率定方可使用。41.3无论是扭力传感器或开口钢环，在试验过程中如遇异常情况，均应进行校验性率定。
4.1.4扭力传感器和开口钢环应连同配套使用的仪表一道率定：同型号仪表经检定互换后不致引起率定系数的改变量大于1%时，可替换使用。
4.1.5测力计经率定合格后，应建立档案，记录其编号，率定系数，率定者，日期，作为核查依据。4.2扭力传感器的率定
4.2.1扭力传感器的率定，宜按下列步骤进行1将传感器的一端固定在专用率定架的力矩盘中，另一端嵌入活动支座中。
2接通记录仪表，并将仪表预调零。3将传感器与仪表一道预热，观察仪表零位漂移情况。然后锁定活动支座，注意观察支座锁定时是否产生附加漂移。如有附加漂移出现，应查找原因，设法消除。4零漂稳定和附加漂移消除后，复将仪表调零或记下初读数，即可进行正式率定。
YKAONKAca
5用码逐级对力矩盘施加扭矩，同时记录各级扭矩时的仪表读数。至额定荷载加上后，逐级卸荷并记录读数，完成一个加、卸荷循环。
6松开活动支座，将力矩盘连同传感器转动60或120°，重复第4.21.3~42.15款过程，如此反复加，卸荷6或3个循环。
4.2.2率定时最大加荷量应根据传感器的额定扭矩确定加荷等级可按最大加荷量的110分级。
4.2.3传感器扭矩率定系数应由式（4.2.3-1）及（4.2.3-2）确定：
e（e)
式中-
一传感器亦即十字板头扭矩（kN·m）传感器率定系数（kNm/e）：
记录仪读数（ne）
第级荷载时客次仪表读数平均值（e）：一第级荷载时的扭矩（kN·m）。f
(4.2. 3-1)
(4.2.3-2)
4.2.4传感器的客项检测误差可按本规程附录A计算。4.3开口钢环的率定
4.3.1开口钢环的率定可按下列步骤进行：1．率定前将仪表安置就位，并将量表预调零。2.用砖码对扭矩盘逐级施加扭力，记录各级荷载下的钢环变形量。然后逐级卸荷并记录钢环变形量（即量表读数）。3转动扭矩盘约90°，重复上述步骤，如此反复率定4次，4.3.2取每级扭矩下各次量表读数的平均值，绘制钢环率定曲线。
4.3.3钢环率定系数0可按式（4.3.3）计算：O=Z·P/s
(4. 3. 3)
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