[實用新型]自鉆式原位摩擦剪切儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200620098198.2
• 申請日: 2006-08-01
• 公開（公告）號: CN200971493Y
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐光黎
• 申請（專利權(quán)）人: 徐光黎
• 主分類號: E02D1/02
• 分類號: E02D1/02
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 黃行軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種巖土工程土工試驗儀，具體涉一種易擾動土的力學參數(shù)測量的自鉆式原位摩擦剪切儀。

背景技術(shù)

在基礎(chǔ)建設(shè)大力發(fā)展的今天，易擾動土的測試新技術(shù)的開發(fā)研究顯得尤為迫切和重要。這是由于工程數(shù)量越來越多，工程規(guī)模越來越大，作用的荷載大而復(fù)雜，而可供利用的土地資源卻越來越少，可供選擇的余地越來越小，人們不得不利用越來越“壞”的土地來做建筑物的地基。易擾動土，如淤泥、淤泥質(zhì)土和松散砂土在濱海平原、河口三角洲、盆地、山間谷地的分布十分廣泛。淤泥、淤泥質(zhì)土具有含水量高、孔隙比大、抗剪強度低、壓縮性大、而且靈敏度高等特點，一經(jīng)擾動，土的原始結(jié)構(gòu)即被破壞。松散砂土則因缺乏內(nèi)聚力，在地震等動力荷載作用下，會產(chǎn)生液化而失去抗剪強度。由于其結(jié)構(gòu)松散，很難取得不擾動砂樣。即使通過昂貴的特殊的凍結(jié)采樣技術(shù)能夠采取原狀土樣，也會在搬運、制樣成形、解凍等過程中，不可避免地擾動土樣，難以進行所謂的不擾動土試驗。在實際工程設(shè)計中，對于易擾動土的抗剪強度和變形模量等力學參數(shù)，或者被低估，或者采用地區(qū)的經(jīng)驗指標。在濱海平原、河口三角洲等地土層深厚軟弱，但人口密度大，工程活動集中。建筑物的基礎(chǔ)一般為樁基礎(chǔ)或者是經(jīng)過地基加固處理，下部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)建設(shè)的費用占整個工程預(yù)算的比重很大，有的甚至超過上部結(jié)構(gòu)的投入。因此，易擾動土的力學參數(shù)的準確評價直接關(guān)系到工程建設(shè)的投資的大小。

如何正確地、合理地評價土的抗剪強度和變形模量等力學參數(shù)，一直是工程地質(zhì)、土力學中非常重要的基礎(chǔ)性研究課題之一。

室內(nèi)試驗方法中，代表的方法有直剪試驗、無側(cè)限抗壓強度試驗和三軸壓縮試驗等。室內(nèi)試驗?zāi)芎芎玫乜刂圃囼灥呐潘畻l件、應(yīng)變和應(yīng)力條件，試驗本身精度高、再現(xiàn)性強。但是，試樣體積小，脫離附存的地質(zhì)環(huán)境，應(yīng)力釋放，原始結(jié)構(gòu)在不同程度地被破壞，而且試驗條件與實際問題的邊界條件相異，所以室內(nèi)試驗得出的結(jié)果有不能完全反映實際問題之處。

在原位試驗方法中，代表性的有標準貫入試驗、十字板剪切試驗、靜力觸探試驗、旁壓試驗和平板載荷試驗等。原位試驗方法無需采樣，能夠在原始應(yīng)力環(huán)境中，直接測定土的變形或抗剪強度指標。因而，世界各國都非常注重原位試驗方法的開發(fā)和應(yīng)用。但是，在原位試驗中，由于難以控制土中的排水條件，應(yīng)力、應(yīng)變分布不均，邊界條件含糊等不確定原因，給成果的解析造成很大的困難。標準貫入試驗是Terzaghi和Peck(1948)最早介紹引入的，在世界各國十分流行，廣為采用。但是，標準貫入試驗的N值的物理意義并不明確，只能間接地、近似地估算出土的變形參數(shù)和抗剪強度。十字板剪切試驗和觸探試驗?zāi)苤苯踊蜷g接地測出土的抗剪強度，但不能評價土的變形參數(shù)。旁壓試驗和平板載荷試驗?zāi)苤苯釉u價土的變形參數(shù)，但不能評價土的抗剪強度。即，現(xiàn)有的試驗方法測試項目單一，只能測出土的力學參數(shù)種的某一個參數(shù)，不能系統(tǒng)地評價土的力學參數(shù)，存在變形參數(shù)與抗剪強度參數(shù)的精度差異問題。

盡管如此，為獲取高精度土體的力學參數(shù)，國內(nèi)、國外都非常注重原位試驗方法的開發(fā)和應(yīng)用研究。在國內(nèi)，推求土的抗剪強度的原位試驗手段，常見的有十字板剪切試驗和靜力觸探試驗，包括引進的荷蘭錐試驗。在推求土體的變形模量原位試驗中，旁壓試驗和平板載荷試驗非常普及。但是，原位試驗在我國廣泛應(yīng)用只有十余年的時間，試驗規(guī)程的制定是最近十來年的事，有些原位試驗規(guī)程至今還沒有制定出來。在經(jīng)過一段時間的飛速發(fā)展之后，似乎處于一種停滯的狀態(tài)。在國外，除了這些比較成熟的試驗方法外，更注重新測試技術(shù)的研制，以及試驗的機理分析和數(shù)據(jù)解析。引人注目的是，在鉆孔內(nèi)直接進行剪切試驗的研究，以便為樁基礎(chǔ)等土中結(jié)構(gòu)物提供設(shè)計依據(jù)。例如，R.L.Handy和N.S.Fox(1967)開發(fā)了鉆孔內(nèi)直剪儀(BHSD)，Demartinecourt和G.E.Bauer(1983)對其作了某些改進。T.Mori(1969)也發(fā)明了剪切試驗儀。但是，這些儀器由于它們的非對稱性，應(yīng)力分布問題而沒能全面推廣。法國的A.Abderrahim(1991)開發(fā)了一種微型旁壓儀。但在驗證試驗中，發(fā)現(xiàn)試驗結(jié)果再現(xiàn)性差，難以獲得同一解。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種土體擾動小、測試項目多的自鉆式原位摩擦剪切儀。