[實用新型]一種土體破壞柔性邊界環(huán)剪試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520155963.9
• 申請日: 2015-03-19
• 公開（公告）號: CN204731115U
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭虎;朱旭芬;周志芳;王錦國;趙燕容
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

一種試驗裝置，特別是一種土體試驗裝置。

背景技術(shù)

我國領(lǐng)土遼闊、人口眾多，又是一個多山國家，山地、高原和丘陵占我國國土面積的高達69%，每年都會有大量的滑坡和泥石流等土體流動破壞所致的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。研究土體流動變形特性對揭示滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害的研究以及山區(qū)建設(shè)場地的選址有著重要的意義。目前，傳統(tǒng)的土體流動研究試驗裝置均采用剛性邊界。由于土體在發(fā)生流動過程中上部荷載并不會發(fā)生變化，且無變形的限制。因此采用傳統(tǒng)的土體流動剪切試驗裝置研究土體流動破壞問題便會無法避免由于土體流動過程中出現(xiàn)的應(yīng)力集中現(xiàn)象，將會在很大程度上影響試驗結(jié)果，使得測得的粘滯系數(shù)偏大，從而影響工程的安全性。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，功能多，解決了以前只能基于剛性邊界研究土體流動破壞試驗所引起的局部應(yīng)力集中的問題的土體流動柔性邊界試驗裝置，本發(fā)明可以通過對橡皮膜內(nèi)施加法向應(yīng)力，實現(xiàn)基于柔性邊界的土體流動試驗，可以更為準確的揭示土體流動過程的力學(xué)性質(zhì)。

為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種土體破壞柔性邊界環(huán)剪試驗裝置,包括：容納土體試樣的環(huán)剪切室，控制環(huán)剪切室的旋轉(zhuǎn)速度的驅(qū)動組件，連接于環(huán)剪切室的圍壓控制裝置；環(huán)剪切室包括：環(huán)形容納槽，封閉環(huán)形容納槽上的橡皮膜；環(huán)形容納槽包括：上部容納槽，連接于上部容納槽與驅(qū)動組件之間的下部容納槽，由下部容納槽轉(zhuǎn)動實現(xiàn)的上、下部容納槽內(nèi)的土體試樣位移產(chǎn)生的剪切面。

前述的一種土體破壞柔性邊界環(huán)剪試驗裝置,環(huán)形容納槽的內(nèi)環(huán)為金屬內(nèi)環(huán)，環(huán)形容納槽的外環(huán)為透明鋼化玻璃外環(huán)。

前述的一種土體破壞柔性邊界環(huán)剪試驗裝置,驅(qū)動組件包括：馬達，連接于馬達與環(huán)剪切室之間的力感應(yīng)器。

前述的一種土體破壞柔性邊界環(huán)剪試驗裝置,圍壓控制裝置包括：壓力控制機，連接于上述壓力控制機與橡皮膜之間的閥門。

本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明通過液壓控制土體剪切過程中的上邊界壓力，基于實際工程中所遇到的均質(zhì)土體內(nèi)部發(fā)生剪切破壞的問題，通過控制橡皮膜內(nèi)部的液壓，給上部土體以固定的均布壓力荷載邊界；通過環(huán)剪裝置下半部剪切室整體轉(zhuǎn)動實現(xiàn)不同剪切速率、無限環(huán)剪過程，整個試驗過程中適時記錄剪切力與液壓波動等參數(shù)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，試驗效果好，解決了過去只能通過剛性邊界研究均質(zhì)土體剪切破壞而不能真實的反應(yīng)實際工程中均質(zhì)土體剪切的破壞過程，并且傳感器可以重復(fù)利用，節(jié)省成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中附圖標記的含義：

1?環(huán)剪切室，2?環(huán)形容納槽，201?上部容納槽，3?剪切面，4環(huán)形容納槽的內(nèi)環(huán)，5環(huán)形容納槽的外環(huán)，6?橡皮膜，7馬達，?8?力感應(yīng)器，9?閥門，10?壓力控制機，11?土體試樣。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。

一種土體破壞柔性邊界環(huán)剪試驗裝置,包括：容納土體試樣11的環(huán)剪切室1，控制環(huán)剪切室1的旋轉(zhuǎn)速度的驅(qū)動組件，連接于環(huán)剪切室1的圍壓控制裝置；環(huán)剪切室1包括：環(huán)形容納槽2，封閉環(huán)形容納槽2上的橡皮膜6；環(huán)形容納槽2包括：上部容納槽201，連接于上部容納槽201與驅(qū)動組件之間的下部容納槽，由下部容納槽轉(zhuǎn)動實現(xiàn)的上、下部容納槽內(nèi)的土體試樣11位移產(chǎn)生的剪切面3。作為一種優(yōu)選，環(huán)形容納槽的內(nèi)環(huán)4為金屬內(nèi)環(huán)，環(huán)形容納槽的外環(huán)5為透明鋼化玻璃外環(huán)；從而可以適時的觀測并直觀的記錄土體流動的破壞過程。

驅(qū)動組件包括：馬達7，連接于馬達7與環(huán)剪切室1之間的力感應(yīng)器8。圍壓控制裝置包括：壓力控制機10，連接于上述壓力控制機10與橡皮膜6之間的閥門9。根據(jù)試驗所需的密實度，將試樣裝進環(huán)剪室中至設(shè)定的高度，在試驗上部放置橡皮膜6，并封閉剪切室頂部。根據(jù)試驗工況調(diào)節(jié)壓力控制機10制至設(shè)定的法向壓力。設(shè)定馬達7轉(zhuǎn)動速度，整體轉(zhuǎn)動下半部剪切室，實現(xiàn)特定剪切速率下土體環(huán)剪試驗；扭力傳感器開始讀數(shù)并存儲。