[實用新型]一種飽和巖土試樣直剪試驗裝置

無效

• 申請號: 201020687677.4
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN201909741U
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 魏厚振;孟慶山;顏榮濤;胡明鑒;韋昌富
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/36
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本實用新型涉及巖土力學強度試驗技術，尤其涉及一種飽和巖土試樣直剪試驗裝置。具體地說，涉及到中小粒徑碎石、裂隙土以及軟巖的非飽和或飽和狀態下力學強度的測試技術；采用本試驗裝置，可以方便地對黏性與非黏性巖土試樣進行本裝置內飽和后并開展飽和試樣的直剪試驗，同時還可方便地將本裝置移至現場實時測試巖土的力學強度指標。

背景技術

巖土工程的失穩絕大多數是由于剪切破壞引起的，準確測定巖土體的抗剪強度參數在巖土工程建設中具有重要意義。巖土工程的失穩破壞都伴隨著剪切位移的發展，因此，通過施加剪切力(或剪切位移)對巖土體進行試驗的方法一直受到重視，其中，直剪試驗由于其操作簡便而受到普遍應用。

眾所周知，水對土體力學性狀尤其是強度影響非常大，工程與研究中均需測試土樣的飽和狀態下的力學性狀。針對直剪試驗根據土性不同采用不同的飽和方法，如針對砂礫試樣主要采用淋濾浸泡對試樣進行飽和，對于細粒土主要采用抽真空飽和方法進行試樣飽和后將試樣安裝至剪切盒中進行試驗。由于碎石土其保水性較差，通過淋水法對試樣飽和無法準確控制飽和度，即使試樣飽和后，土樣孔隙中的水也會在重力作用下排出，而針對大型黏性裂隙土樣的飽和采用抽真空飽和方法也因為試樣尺寸過大而不能很好適用，即使是通過抽真空飽和后試樣的安裝也存在諸多困難，目前還未有較好的解決辦法。

發明內容

本實用新型的目的就在于克服現有技術存在的缺點和不足，提供了一種飽和巖土試樣直剪試驗裝置。

本實用新型的目的是這樣實現的：

根據不同試驗要求，進行天然含水或飽和土樣的直剪試驗，解決粗粒土以及裂隙土直剪試驗中土樣飽和以及飽和土樣直剪問題。

具體地說，本裝置包括試樣剪盒、框架、加載系統、飽和系統、真空泵和數據采集系統；

試樣剪盒、加載系統、飽和系統、真空泵和數據采集系統都固定于框架20上組成一個整體；

試樣剪盒置于飽和系統的水槽之中，保證試樣能完全飽和；

加載系統包括豎向加載系統和橫向加載系統,分別和試樣剪盒連接，實現對剪盒進行豎向加載和橫向加載；

真空泵和飽和系統連接，對封閉的水槽進行抽真空處理；

數據采集系統分別與剪盒和加載系統連接，實時監測記錄力的大小和剪盒的位移。

工作原理：

通過在試樣剪切盒外部設置一頂蓋可以自由拆卸的密封水槽，將試樣安裝至剪切盒后，將水槽蓋板安裝密封好，開啟真空泵將水槽內部空氣抽除；又關閉真空泵和與之相連的閥門后，開啟注水閥門，向水槽以及試樣注水飽和；再去除水槽蓋板，施加垂直壓力后進行剪切試驗。剪切試驗過程中根據不同要求利用變速箱進行剪切速率控制，一般每組采用四個不同垂直壓力，可得到試樣的水平應力與應變曲線和c、φ強度指標

本實用新型具有以下優點和積極效果：

①將真空飽和裝置與直剪試驗設備有機結合，避免了大尺寸黏性土樣飽和與裝樣的不便，同時還避免了先飽和后裝樣對松散土樣的擾動，更避免粗粒碎石土持水性差無法完全飽和的問題。

②實現了中小粒徑碎石土、裂隙土以及軟巖的直剪試驗測試，尤其是可實現對試樣的工地現場測試以及飽水狀態巖土的往復直剪試驗。

③結構簡單，緊湊較輕便，可方便運輸至現場，大大節約了土樣運輸成本和擾動。

附圖說明

圖1是本裝置的結構方框圖；

圖2是本裝置的結構示意圖（主視）；

圖3是本裝置的結構示意圖（俯視）；

圖4是本裝置的結構示意圖（側視）。

圖中：

10—試樣剪盒，

11—上剪切盒，12—下剪切盒，13—上剪盒固定架，

14—試樣承壓板，15—滑排，16—剪縫調節墊片；

20—框架，

21—豎向傳力柱，22—豎向反力框架，23—底座，24—水平傳力柱；

30—加載系統，

3A—豎向加載系統，3B—橫向加載系統，

31—手動油壓泵千斤頂，32—齒輪變速箱，33—變頻電機；

40—飽和系統，

41—進水管，42—閥門，43—水槽；

50—真空泵；

60—數據采集系統，

61—豎直方向應力和位移傳感器，

62—水平方向應力和位移傳感器。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例詳細說明：

1、總體

如圖1，本裝置包括試樣剪盒10、框架20、加載系統30、飽和系統40、真空泵50和數據采集系統60；