[發明專利]一種土體剪切帶擴展過程觀測方法

有效

• 申請號: 201610458904.8
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN106198256B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 李曉軍;李昊
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/04;G01N3/06
• 代理公司: 西安創知專利事務所61213
• 代理人: 景麗娜

1.一種土體剪切帶擴展過程觀測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、取樣：采用取樣環刀(2)從待測試土體剪切帶上多個不同深度處分別切取被測試土樣(1)，并對各被測試土樣(1)的取土深度分別進行記錄；

所述被測試土樣(1)為圓柱狀且其上表面和下表面均為平面；

步驟二、剪切試驗及土體微觀結構圖像獲取：對步驟一中所取的待測試土體剪切帶上多個不同深度處的被測試土樣(1)分別進行剪切試驗及土體微觀結構圖像獲取；其中，對任一個所述被測試土樣(1)進行剪切試驗及土體微觀結構圖像獲取時，過程如下：

步驟201、取樣環刀及土樣夾持：采用剪切夾具對內裝被測試土樣(1)的取樣環刀(2)進行水平夾持；

所述剪切夾具包括上夾具和位于所述上夾具正下方的下夾具，所述被測試土樣(1)夾持于所述上夾具和所述下夾具之間；所述上夾具由三個從左至右布設的上夾持塊拼裝而成，三個所述上夾持塊由左至后分別為左上夾持塊(3)、中上夾持塊(4)和右上夾持塊(5)；所述下夾具包括位于左上夾持塊(3)下方的左下夾持塊(6)和位于右上夾持塊(5)下方的右下夾持塊(8)，所述左下夾持塊(6)和右下夾持塊(8)之間留有供被測試土樣(1)的中部土體向下移動的移動通道，所述中上夾持塊(4)的底部設置有能伸入至取樣環刀(2)內部的上部頂推凸臺(4-1)；

本步驟中，采用剪切夾具進行水平夾持時，使內裝被測試土樣(1)的取樣環刀(2)水平夾持于所述上夾具和所述下夾具之間，并使被測試土樣(1)位于中上夾持塊(4)的正下方；此時，所述被測試土樣(1)的上表面呈水平布設，且被測試土樣(1)的上表面為待測試面；

步驟202、剪切試驗：采用豎向加載裝置且通過中上夾持塊(4)對步驟201中所述被測試土樣(1)施加豎向壓力，使被測試土樣(1)發生剪切破壞，并計算得出被測試土樣(1)的剪切強度；所述豎向加載裝置位于中上夾持塊(4)的正上方；

發生剪切破壞后，所述被測試土樣(1)的中部土體下移且其中部土體與左右兩側土體之間均形成一道剪切縫；

步驟203、固化液滴入：將預先配制好的固化液滴入步驟202中兩道所述剪切縫的內側上部，通過所述固化液對所述剪切縫內側上部的土體進行固化，固化后的土體為剪切縫內固化土體；

所述固化液由環氧樹脂、丙酮、乙二胺和鄰苯二甲酸二丁酯按照100︰(130～170)︰(6～8)︰(1.8～2.2)的體積比均勻混合而成；

步驟204、土樣底部平切：采樣切割刀具且沿取樣環刀(2)的底面，對被測試土樣(1)底部進行平切；

步驟205、土樣支頂：待所述剪切縫內側上部的土體固化后，采用支頂工具將被測試土樣(1)沿取樣環刀(2)向上支頂，直至兩道所述剪切縫的所述剪切縫內固化土體均移至取樣環刀(2)外側；

步驟206、土樣頂部平切：采樣切割刀具且沿取樣環刀(2)的頂面，對被測試土樣(1)頂部進行平切；

步驟207、剪切縫內土體試樣取出：從步驟206中切割下來的土體中，取出所述剪切縫內固化土體作為剪切縫內土體試樣；

步驟208、剪切縫內土體試樣后續加工：對步驟207中所述剪切縫內土體試樣的待測試面進行切割、磨平和拋光處理，獲得土體觀測面；

步驟209、電鏡掃描：采用掃描電鏡對步驟208中所述土體觀測面進行掃描，并獲得所述土體觀測面的電鏡掃描圖像；

本步驟中，電鏡掃描完成后，獲得該被測試土樣(1)的剪切測試結果，該被測試土樣(1)的剪切測試結果包括步驟202中計算得出的被測試土樣(1)的剪切強度和步驟209中獲得的所述土體觀測面的電鏡掃描圖像；

待所述待測試土體剪切帶上多個不同深度處被測試土樣(1)的剪切試驗及土體微觀結構圖像獲取過程均完成后，獲得所述待測試土體剪切帶上多個不同深度處被測試土樣(1)的剪切測試結果；

步驟三、剪切測試結果排序：按照被測試土樣(1)的取土深度由上至下的順序，從前至后對步驟二中獲得的多個所述被測試土樣(1)的剪切測試結果進行排序，排序后的多個所述被測試土樣(1)的剪切測試結果為所述待測試土體剪切帶上多個不同深度處的剪切測試結果，所述待測試土體剪切帶上多個不同深度處的剪切測試結果組成所述待測試土體剪切帶的擴展過程觀測結果。

2.按照權利要求1所述的一種土體剪切帶擴展過程觀測方法，其特征在于：步驟一中進行取樣時，所述待測試土體剪切帶上同一深度處所切取被測試土樣(1)的數量為一個或多個。