[發(fā)明專利]水化學(xué)條件下土體環(huán)剪實(shí)驗(yàn)試樣制備裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310366636.3
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103411811A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李邵軍;魯燕兒;江權(quán);李耀
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 武漢荊楚聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42215
• 代理人: 劉治河

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于水化學(xué)條件下土體環(huán)剪實(shí)驗(yàn)的試樣制備裝置，該裝置可廣泛應(yīng)用于巖土邊坡工程中土體以及土與混凝土接觸面力學(xué)參數(shù)測試的環(huán)剪實(shí)驗(yàn)試樣制備。

背景技術(shù)

因自然和人工開挖形成的巖土邊坡廣泛分布于江河庫岸、水利水電和交通等工程中，其中大部分邊坡不可避免受水位變化、降雨人類生活污水等多因素作用的影響，使得邊坡巖土體通常處于水化學(xué)環(huán)境條件下，容易發(fā)生局部或大范圍內(nèi)的變形破壞，進(jìn)而導(dǎo)致滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，危及工程建設(shè)運(yùn)營和人類生命財(cái)產(chǎn)安全。

隨著水化學(xué)環(huán)境的不斷變化，邊坡在變形演化過程中，其土體的物理力學(xué)參數(shù)也處于不斷變異狀態(tài)，如彈性模量、抗剪強(qiáng)度參數(shù)改變等。為研究土體的物理力學(xué)性質(zhì)，一系列土工實(shí)驗(yàn)儀器被發(fā)明制造出來。其中，環(huán)剪儀在測定土體的抗剪強(qiáng)度和殘余剪切參數(shù)方面具有剪切面恒定不變而且位移保持連續(xù)的特點(diǎn)，具有能精確地測定長距離移動(dòng)條件下土體強(qiáng)度參數(shù)變化規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，在邊坡穩(wěn)定性研究中獲得了廣泛認(rèn)可和應(yīng)用。常見的環(huán)剪儀如德國的ARS-E2自動(dòng)非飽和土動(dòng)態(tài)環(huán)剪儀、日本誠研社DTA-138環(huán)剪儀等。

盡管環(huán)剪儀設(shè)備技術(shù)已較為成熟，但通常都沒有與之配套的試樣制備模具，需要實(shí)驗(yàn)人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求自行設(shè)計(jì)制作。而現(xiàn)有模具的承壓板和內(nèi)外環(huán)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)制作時(shí)為了使得試驗(yàn)人員便于拆卸，往往出現(xiàn)模具接縫處不夠緊密的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致土體在制樣過程中容易從縫隙中擠出，進(jìn)而較大程度影響了測試結(jié)果精確性和可靠性。其次，現(xiàn)有模具內(nèi)外環(huán)均為整體單一的剛性環(huán)形結(jié)構(gòu)，在考慮土和混凝土接觸條件時(shí)，由于裝樣環(huán)形槽底部混凝土的水平面精度難以控制，因此不能實(shí)現(xiàn)土與混凝土接觸的環(huán)剪試驗(yàn)試樣制作。再次，現(xiàn)有模具為了保證制樣時(shí)模具的剛度，在材料上均采用鋼材制作，均未考慮邊坡土體處于水化學(xué)環(huán)境的客觀條件，導(dǎo)致制備需要化學(xué)溶液浸泡的試樣時(shí)模具不具備耐腐蝕性，且模具蓋板缺乏充分的透水設(shè)計(jì)，因此，不能適用于水化學(xué)條件下不同酸堿性、不同離子影響的土體試樣制備。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于為水化學(xué)影響下巖土工程邊坡的土體力學(xué)參數(shù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)提供一種適用于水化學(xué)條件下土體環(huán)剪實(shí)驗(yàn)的試樣制備裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，其技術(shù)解決方案為：

水化學(xué)條件下土樣環(huán)剪實(shí)驗(yàn)試樣制備裝置，所述制備裝置包括上承壓板、下承壓板、上透水蓋板、下透水蓋板、內(nèi)環(huán)和外環(huán)，所述內(nèi)環(huán)是由上內(nèi)環(huán)、下內(nèi)環(huán)組成，所述外環(huán)是由上外環(huán)、下外環(huán)組成，上剛性承壓柱、下剛性承壓柱分別套裝在上內(nèi)環(huán)、下內(nèi)環(huán)內(nèi)，下外環(huán)、下內(nèi)環(huán)和和下剛性承壓柱的上端面在同一水平面上，上外環(huán)與下外環(huán)通過第一螺栓連接，上剛性承壓柱與下剛性承壓柱通過第二螺栓連接，上內(nèi)環(huán)和下內(nèi)環(huán)、上外環(huán)和下外環(huán)活動(dòng)嵌裝在上承壓板、下承壓板或上透水蓋板與下透水蓋板之間，所述的上透水蓋板和下透水蓋板的表面分別垂直開有五排環(huán)形間距4.5mm、孔徑2mm的上透水孔、下透水孔。

所述的上內(nèi)環(huán)和下內(nèi)環(huán)、上外環(huán)和下外環(huán)活動(dòng)嵌裝在上承壓板、下承壓板時(shí)，上外環(huán)和下外環(huán)的外表面設(shè)置有緊箍套，緊箍套是由兩個(gè)半圓形鋼環(huán)通過第一螺桿連接而成，緊箍套與下承壓板通過第二螺桿連接。

所述的上內(nèi)環(huán)和下內(nèi)環(huán)、上外環(huán)和下外環(huán)活動(dòng)嵌裝在上透水蓋板與下透水蓋板之間時(shí)，上透水蓋板與下透水蓋板通過第三螺桿連接。

所述的上承壓板和下承壓板為剛性材料，上內(nèi)環(huán)、下內(nèi)環(huán)、上外環(huán)、下外環(huán)、上透水蓋板、下透水蓋板為鋼化玻璃材料。