[發明專利]基于負圍壓條件下土體三軸破壞應力路徑的試驗方法

有效

• 申請號: 201710691493.1
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107478513B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 李榮建;孫萍;慕煥東;駱晗;劉恩龍;霍旭挺;王剛;張真
• 申請（專利權）人: 西安理工大學;中國地質科學院地質力學研究所
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N33/24
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

1.基于負圍壓條件下土體三軸破壞應力路徑的試驗方法，其特征在于，該方法利用等截面加載軸三軸儀，其結構是：包括壓力室(4)，壓力室(4)底部固接有底座(10)，壓力室(4)頂部連接有壓力室蓋(4-1)，壓力室(4)外兩側豎直固定有支撐柱(4-2)，支撐柱(4-2)頂端和底端分別固定在壓力室(4)外側頂部和底部起到支撐作用，壓力室(4)通過固定螺栓(9)與底座(10)連接；

底座(10)上部設置有加載軸(3)，加載軸(3)連接有軸向荷載系統(1)和軸向變形量測系統(2)；

底座(10)頂部固定有試樣放置臺(10-1)，底座(10)內部開設有圍壓控制測量通道(11)和固結排氣通道(12)，圍壓控制測量通道(11)一端與壓力室(4)內部接通，圍壓控制測量通道(11)另一端連接有負圍壓系統(13)，固結排氣通道(12)一端與固結系統(14)連接，固結排氣通道(12)另一端貫穿試樣放置臺(10-1)；

利用上述裝置，按照以下步驟實施：

步驟一、根據試驗所需含水率的要求，制備圓柱形試樣(8)；

步驟二、給步驟一所得試樣(8)側表面均勻地涂抹化學膠(7)，然后給試樣(8)上套橡皮膜(15)；

步驟三、用橡皮圈(5)綁扎步驟二所得套有橡皮膜(15)的試樣(8)兩端，綁扎完畢后，靜置3-5小時，以使試樣(8)與橡皮膜(15)達到完全膠結；

步驟四、去掉步驟三所得試樣(8)的兩端的橡皮圈(5)，檢查橡皮膜(15)與試樣(8)的膠結情況，確保橡皮膜(15)與試樣(8)膠結良好且無氣泡；

步驟五、用強力膠(6)將試樣(8)底面和頂面分別與試樣放置臺(10-1)頂部和加載軸(3)底部膠結，然后用高出試樣(8)的橡皮膜(15)包裹試樣放置臺(10-1)與加載軸(3)，用橡皮圈(5)將橡皮膜(15)兩端分別與試樣放置臺(10-1)和加載軸(3)扎緊，最后，將壓力室(4)用固定螺栓(9)固定在底座(10)上；

步驟六、對試樣進行基于負圍壓條件下土體三軸破壞應力路徑的試驗方法，包括兩種方案：

方案一：負圍壓條件下土體三軸拉伸應力路徑試驗：首先將試樣處于各向等拉應力狀態，使試樣充分固結，然后保持負圍壓不變，逐步增大軸向拉應力，直至試樣破壞；

方案二：負圍壓條件下土體三軸壓縮應力路徑試驗：首先將試樣處于各向等拉應力狀態，使試樣充分固結，然后保持負圍壓不變，逐步減小軸向拉應力，軸向拉應力減小為零之后，逐步施加軸向壓應力，直至試樣破壞。

2.根據權利要求1所述的基于負圍壓條件下土體三軸破壞應力路徑的試驗方法，其特征在于，所述步驟二中：化學膠(7)為75環保型自噴不干膠和三角牌車胎膠水組合。

3.根據權利要求1所述的基于負圍壓條件下土體三軸破壞應力路徑的試驗方法，其特征在于，所述步驟二中：化學膠(7)的使用方法為：先將75環保型自噴不干膠噴在步驟一所得試樣(8)側表面，靜置15-20分鐘，再涂抹三角牌車胎膠水，靜置5-10分鐘。

4.根據權利要求1所述的基于負圍壓條件下土體三軸破壞應力路徑的試驗方法，其特征在于，所述步驟五中：強力膠(6)為AB膠。

5.根據權利要求1所述的基于負圍壓條件下土體三軸破壞應力路徑的試驗方法，其特征在于，步驟六中：負圍壓的實現是通過壓力室抽真空的方式，使得橡皮膜受到徑向拉伸作用，而徑向拉伸作用通過橡皮膜后的化學膠傳遞給試樣，從而達到對試樣施加負圍壓的目的。