[實用新型]一種豎向直接剪切試驗裝置

有效

• 申請號: 201220567927.X
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN202916155U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 石崇;徐衛亞;王盛年;王海禮;張玉龍
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本實用新型涉及巖土力學、巖土工程領域的試驗與測試部分，具體涉及一種豎向直接剪切試驗裝置，適用于具有膠結強度的均質土試樣、土石混合體試樣的巖土基本力學參數的測試以及滑面滲水作用下的巖土力學參數的測試，尤其是可實現滲水條件下試樣剪切面強度指標的測試；此外，亦可用于巖石、混凝土的裂隙面滲流測試。

背景技術

巖土工程領域中，巖土體的剪切破壞是一種常見的破壞形式，而在剪切面形成后，剪切面的強度指標及力學特性則是計算穩定性的重要指標。直接剪切試驗是獲取巖土基本力學參數的主要技術手段與方法。實踐中，當巖土介質具有一定的膠結強度時，巖體本身滲透性較小，當巖土體中有剪切面形成時，水的存在對剪切面強度弱化作用則十分明顯，因此，剪切面上水的滲透影響下的巖土體抗剪強度對巖土體穩定性至關重要。

但常見的巖土直接剪切試驗均為水平向施加剪切力，垂直向施加正應力，且由于自重作用難以考慮剪切面滲水作用。

如果采用浸水飽和試件進行剪切，則巖體介質的力學性能又均發生變化，不能僅反映滑面滲水作用的影響。

特別地，由顆粒介質膠結而成的土石混合介質，顆粒差異性、剪切面的復雜性對剪切面抗剪強度影響較大，現行試驗規程中對該類介質抗剪強度試驗尚無規定，因此，研制考慮滑面滲透性的直接剪切試驗方法有較好的工程實踐價值。

實用新型內容

本實用新型提供一種豎向直接剪切試驗裝置，本實用新型能夠實現考慮試樣剪切面上存在滲透水的抗剪強度的測試。

本實用新型采用如下技術方案：

一種豎向直接剪切試驗裝置，包括：底座、注水管和排水管，在底座上設有壓力室，在壓力室上設有剪切室上蓋，在壓力室內設有橡皮膜套，橡皮膜套的下端設在底座上且橡皮膜套的下端與底座密封連接，在橡皮膜套內設有上剪切盒和下剪切盒，上剪切盒和下剪切盒分別位于橡皮膜套的上、下端，并由橡皮膜套、上剪切盒和下剪切盒圍成試樣腔，上剪切盒和下剪切盒采用剪切組件，所述剪切組件包括基底，在基底分別設有剪切塊和變形塊，并且，剪切塊的與變形塊相對的平面和試樣的剪切面共面，在剪切塊的與變形塊相對的平面上設有水槽，所述水槽向基底延伸并貫通基底，形成通水孔，所述注水管與上剪切盒中的通水孔連接，所述排水管與下剪切盒中的通水孔連接，在上剪切盒上設有頂帽，在頂帽設有豎向加載軸且豎向加載軸延伸穿過上蓋，在壓力室與橡皮膜套之間充有壓力油。

本實用新型可以進一步采用以下技術措施：

豎向直接剪切試驗裝置所述變形塊由泡沫塊和阻止試樣腔內試驗試樣嵌入泡沫塊中的剛襯墊組合而成，所述剛襯墊設在變形塊的臨腔面側。

豎向直接剪切試驗裝置在壓力室上連接有用于提供滲流水的注水系統和測量滲流量的排水系統以及用于保持壓力室壓力的伺服系統。

與現有直接剪切試驗相比，該裝置具有以下優點：

本實用新型核心是在常規三軸壓縮試驗設備上增添一套特殊裝置，使原三軸試驗軸向力轉化為剪切力，圍壓轉化為剪切試驗正壓力，從而實現了試樣豎直向的直接剪切試驗功能；同時，通過在該裝置中設置通水孔實現了剪切面上滲流水的施加，可測試滲流水對介質抗剪強度的影響，亦可用于巖石、混凝土的裂隙面滲流測試。

（1）該剪切裝置中剪切塊和變形塊剛度的差異性使原三軸試驗軸向力轉化為剪切力，伺服圍壓轉化為剪切試驗正壓力，實現了試樣豎直向的直接剪切試驗功能，且剪切加載、正壓力、滲流水施加方便；

（2）該裝置中預設處于剪切面內的通水孔和水槽實現了考慮試樣剪切面上存在滲透水的抗剪強度的測試，克服了水平向剪切試驗中試樣含水因自重作用保水性差的缺陷；

（3）該裝置可用于測量具有膠結強度的均質土、土石混合體的巖土基本力學參數，亦可用于巖石、混凝土裂隙面的滲流測試；

（4）該裝置結構緊湊，制作方便。

附圖說明

圖1是豎向剪切裝置結構示意圖；

圖2是上剪切盒組成示意圖；

圖3是下剪切盒組成示意圖；

圖4是上剪切盒主視圖；

圖5是上剪切盒左視圖；

圖6是上剪切盒右視圖；

圖7是假三軸上剪切盒俯視圖；

圖8真三軸上剪切盒俯視圖；

圖9是下剪切盒主視圖；

圖10是下剪切盒左視圖；

圖11是下剪切盒右視圖；

圖12是假三軸下剪切盒俯視圖；

圖13是真三軸下剪切盒俯視圖。

圖中：

10—三軸試驗壓力室，