[發(fā)明專利]可視化土工直剪切裝置及其方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410165113.7
• 申請(qǐng)日: 2014-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN103969132A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸釗;左人宇;陳曉亮;陳銳;林雪輝;高健康;左文榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市工勘巖土集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/24
• 分類號(hào): G01N3/24
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.可視化土工直剪切裝置，其特征在于，用于對(duì)非飽和土體進(jìn)行直剪切試驗(yàn)，包括具有內(nèi)腔的剪切盒以及加載機(jī)構(gòu)；

所述剪切盒包括分別呈中空狀的上剪切盒及下剪切盒，所述上剪切盒疊設(shè)于所述下剪切盒上，兩者的內(nèi)部之間形成所述內(nèi)腔；

所述加載機(jī)構(gòu)包括用于對(duì)所述內(nèi)腔中的非飽和土體施加豎向作用力的豎向加載機(jī)構(gòu)，以及分別給所述上剪切盒及下剪切盒施加方向相反水平作用力的水平加載機(jī)構(gòu)；

所述上剪切盒和/或下剪切盒的一側(cè)壁采用透明材料制成，形成透明側(cè)壁，所述透明側(cè)壁標(biāo)示有控制區(qū)域，所述剪切盒外設(shè)有用于拍攝與所述控制區(qū)域?qū)?yīng)的非飽和土位移變化的攝像頭；

所述剪切盒的側(cè)壁設(shè)有吸力孔，所述吸力孔中插設(shè)有用于監(jiān)測(cè)所述內(nèi)腔中的非飽和土體吸力變化的吸力量測(cè)傳感器。

2.如權(quán)利要求1所述的可視化土工直剪切裝置，其特征在于，所述上剪切盒的下端面與下剪切盒的上端面相向疊設(shè)布置，其分別涂設(shè)有潤(rùn)滑層。

3.如權(quán)利要求1或2所述的可視化土工直剪切裝置，其特征在于，所述豎向加載機(jī)構(gòu)包括設(shè)于所述上剪切盒上方且用于壓制所述剪切盒內(nèi)非飽和土體的加載板，以及連接于所述加載板且施加豎向作用力的豎向施力件。

4.如權(quán)利要求3所述的可視化土工直剪切裝置，其特征在于，所述加載板的下表面為平面，其上表面為錐形面，所述豎向施力件連接于所述錐形面的頂點(diǎn)處。

5.如權(quán)利要求1或2所述的可視化土工直剪切裝置，其特征在于，所述水平加載機(jī)構(gòu)包括連接于所述上剪切盒側(cè)壁的剛性頂頭以及連接于所述下剪切盒側(cè)壁且用于施加水平作用力的水平施力件，所述剛性頂頭與水平施力件相對(duì)布置。

6.如權(quán)利要求1或2所述的可視化土工直剪切裝置，其特征在于，所述上剪切盒與下剪切盒的接合處形成剪切帶區(qū)域，所述吸力孔設(shè)有多個(gè)，且多個(gè)所述吸力孔分別設(shè)于所述上剪切盒和/或下剪切盒側(cè)壁的上下兩側(cè)。

7.如權(quán)利要求1或2所述的可視化土工直剪切裝置，其特征在于，所述下剪切盒置于滑板上，所述滑板的底部設(shè)有多個(gè)滾輪。

8.可視化土工直剪切方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)、將中空狀的上剪切盒疊設(shè)于中空狀的下剪切盒上，所述上剪切盒與所述下剪切盒之間形成具有用于放置非飽和土體的內(nèi)腔的剪切盒；

2)、往所述剪切盒的內(nèi)腔分層放置非飽和土體，利用豎向加載機(jī)構(gòu)對(duì)所述內(nèi)腔中的非飽和土體施加豎向作用力，以使所述非飽和土體固結(jié)；

3)、將吸力量測(cè)傳感器插設(shè)于所述剪切盒側(cè)壁中的吸力孔，并等待所述吸力量測(cè)傳感器的吸力數(shù)據(jù)平衡；

4)、利用水平加載機(jī)構(gòu)給所述上剪切盒及下剪切盒施加方向相反的水平作用力，以使所述上剪切盒與下剪切盒于水平方向錯(cuò)位移動(dòng)；

5)、利用攝像頭監(jiān)測(cè)所述剪切盒透明側(cè)壁上控制區(qū)域處的非飽和土體的位移變化。

9.如權(quán)利要求8所述的可視化土工直剪切方法，其特征在于，于所述步驟1)中，將所述上剪切盒疊設(shè)在所述下剪切盒上前，分別在所述上剪切盒下端面及所述下剪切盒上端面上涂設(shè)潤(rùn)滑層。

10.如權(quán)利要求8或9所述的可視化土工直剪切方法，其特征在于，于所述步驟1)及步驟2)之間，利用可拆卸的固定結(jié)構(gòu)將所述上剪切盒與下剪切盒固定，待利用所述水平加載機(jī)構(gòu)對(duì)所述上剪切盒與下剪切盒之間施加方向相反的水平作用力之前，將所述固定機(jī)構(gòu)拆除。