[發明專利]軟巖硬土力學特性仿真測試方法

無效

• 申請號: 201110324935.1
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102445398A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 路新景;吳中偉;吳偉功;李振靈;房后國;劉宗仁;王寶成;史效群;王宏巍;張紹民;孫民偉;田志高;謝瑛;張濤
• 申請（專利權）人: 黃河勘測規劃設計有限公司
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

1.一種軟巖硬土力學特性仿真測試方法，其特征在于，由以下步驟實現：

（1）、安裝設備，包括壓力機和壓力機油缸，壓力機與壓力機油缸相連通，壓力機油缸（1）上裝有油壓刻度盤（2），壓力機鋼體架立柱（8）下部間在壓力機底座（3）上裝有下壓盤（15），壓力機鋼體架立柱上部間裝有上壓盤（14），上壓盤（14）下部經上鋼板（10）裝有千斤頂（13），千斤頂（13）經輸油管與液壓油泵（5）相連，千斤頂的底部位移測板（17）上在千斤頂的兩邊對稱裝有千分表（12），千斤頂（13）下部的中心鋼柱（20）穿過下鋼板（11）和柔性砂墊層（9）頂在試樣（7）上，試樣（7）置于下壓盤（15）上，下壓盤上在試樣兩側裝有百分表（6），下鋼板（11）上裝有穿過柔性砂墊層（9）并置于試樣上的傳感器（16）；

（2）、制備試樣

設備安裝完成后，制備試樣：

在電站建基面以下的軟巖硬土中選取500×500×500mm的立方體試樣，將試樣放入500×500×500mm的立方體鋼殼中密封運回室內，在室內試驗室中，給試樣施加一定的水頭，使試樣飽和；

（3）、預加荷載的施加：

將飽和后的試樣（7）置于設備的下壓盤（15）上，使試樣位于下壓盤（15）的中心，將試樣（7）表面整理平整，然后在試樣表面平鋪一層由砂子形成的柔性砂墊層（9），厚度為50mm，再將鋼架放在柔性砂墊層（9）的正上方，然后將中心鋼柱（20）通過鋼架下底板的中心孔與試樣表面接觸，在中心鋼柱上放置測位移的位移測板（17）和千斤頂（13），千斤頂連接液壓油泵（5），在位移測板上放置2只百分表，另外在通過壓力機周邊搭建的桁架固定4只百分表（6），分別量試樣（7）的壓縮變形，之后，壓力機和千斤頂同時出力，按照穩定標準等分三級施加預計荷載，穩定標準采用相對穩定法，自加荷開始，先按10、10、10、15、15min分時施壓，以后每隔30-60min觀測1次，直至1h的沉降量不大于1mm為止，壓力機將壓力傳給鋼架后，鋼架又通過鋼板將壓力傳遞給柔性砂墊層（9），最終柔性砂墊層（9）將壓力均勻地施加在試樣的上表面上；

（4）、試樣表面變形測試

待預加荷載施加完畢后，打開鋼架的下鋼板上用螺絲充填的12個預留孔，然后依次將孔內的砂子清理至試樣表面，清理完畢后每個孔中放入薄壁鋼管，再在鋼管中放入直徑小于薄壁鋼管直徑的高10mm的有機玻璃圓柱（19），最后將12只傳感器分別置于12個預留孔中，傳感器（16）上部固定與鋼架的下鋼板上，傳感器下部測頭與有機玻璃柱充分接觸，使傳感器壓縮到最大到量程的一半；

12支傳感器距中心鋼柱中心的距離為：傳感器（16-1、16-5、16-9）為52mm，傳感器（16-2、16-6、16-10）為87mm，傳感器（16-3、16-7、16-11）為127mm，傳感器（16-4、16-8、16-12）為177mm，其中傳感器（16-1、16-2、16-3、16-4、16-9、16-10、16-11、16-12）在同一直線L₁上，傳感器（16-5、16-6、16-7、16-8）在同一直線L₂上，直線L₁、L₂互相垂直；

待12只傳感器連接完畢后，將測中心鋼柱位移的百分表換成千分表（12），并測讀初始讀數，此時壓力機一直穩定到預加荷載保持不變，然后通過千斤頂出力分級施加中心荷載，按照千分表測讀的中心柱下部試樣的變形來進行控制，預加荷等分8~10級進行施加，每一級按照穩定標準滿足后，再加下一級荷載，至到試樣發生破壞，在施加荷載的同時，通過數據采集系統采集12只傳感器的位移變形，繪制變形圖；試樣破壞后分級遞減，每一級卸載量為加載量的2倍，測試樣的回彈變形；

對同種性狀的試樣施加不同的預加荷載，分別進行測試，得到不同荷載下試樣的破壞特征值和中心荷載周邊的變形特征曲線。

2.根據權利要求1所述的軟巖硬土力學特性仿真測試方法，其特征在于，所述的液壓油泵的輸油管上裝有壓力表（4）。

3.根據權利要求1所述的軟巖硬土力學特性仿真測試方法，其特征在于，所述的上鋼板（10）、下鋼板（11）邊部之間裝有立桿（18），構成千斤頂的鋼架結構。

4.根據權利要求1所述的軟巖硬土力學特性仿真測試方法，其特征在于，所述的傳感器（16）伸入上鋼板（10）和柔性砂墊層（9）下端經鋼管有放置在試樣上的有機玻璃柱（19）。