[發明專利]生土墻原位對角剪切試驗系統及其使用方法

有效

• 申請號: 201711052904.9
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107817173B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 劉士雨;俞縉;彭興黔;蔡燕燕;常方強;涂兵雄
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 張浠娟

技術領域

本發明涉及一種土木工程領域中土工試驗領域，特別是涉及一種生土墻原位對角剪切試驗系統及其使用方法。

背景技術

在中國廣大地區遺存了眾多的生土歷史遺址，如新疆交河故址、寧夏西夏王陵、甘肅居延遺址和福建土樓等。生土建筑最大弱點就是材料耐候性差。年代久遠的生土建筑，如西北地區的夯土古建筑，在特有的晝夜溫差大、少雨干旱及沙多風大的環境下，經歷病害發育，材料性能逐漸衰損，致使鼎盛一時的生土古建筑隨著時間的延續、氣候的變遷、地質運動和人類的活動，已逐漸淡出人們的視野。生土古建筑是人類歷史文明的重要組成部分，具有較高的文化價值、歷史價值和科學價值，理應得到較好的保護。

地震作用會導致生土古建筑墻體破壞開裂，生土古建筑墻體抗震能力以及裂縫修復后的效果，需要試驗的方法來檢驗。考慮到在實際工程中，地震作用下的墻體往往沿對角方向發生破壞，所以美國國家標準ASTM E519-02采用對角加載剪切試驗方法測試磚石砌體的抗剪切能力。采用該方法更接近墻體的實際受力狀態，更能反映其實際破壞形態，測得的抗剪強度也更準確。由于推薦標準試件尺寸較大(最大截面寬度為1200mm，高度為1200mm)，該方法一般在室內大型壓力試驗機上進行，磚石砌體的安裝需要起重設備吊裝作業。與磚石砌體相比，生土墻尤其是原狀生土墻強度低、易損壞，運輸及吊裝作業，對試件的擾動性較大，導致試驗結果不準確，甚至會導致試件的破壞。由此可見，上述試驗方法對生土墻的測驗并不適用。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種試驗準確，對試件的擾動性較小的生土墻原位對角剪切試驗系統及其使用方法。

為了達成上述目的，本發明的技術方案是：

一種生土墻原位對角剪切試驗系統，安裝并作用于生土墻，包括固定墊塊，活動墊塊，以及對角剪切試驗裝置，該對角剪切試驗裝置包括反力板、拉桿、千斤頂、上支座、下支座和位移計，所述反力板、所述上支座和所述下支座均套設于所述拉桿上，所述反力板位于所述拉桿的頂部，所述下支座位于所述拉桿的底部，所述上支座位于所述反力板與所述下支座之間，所述拉桿沿所述生土墻的一對角方向安裝設置，所述千斤頂的兩端分別套接于所述反力板和所述上支座上，所述上支座和所述下支座之間形成生土墻限位段，所述拉桿對應于所述生土墻限位段的部分安裝于所述生土墻上，所述生土墻限位于所述上支座與所述下支座之間；

所述上支座和所述下支座分別與所述生土墻的兩對角位置相接觸，所述位移計固定于所述生土墻的側面上，所述固定墊塊和所述活動墊塊均平鋪墊設于所述生土墻的底端，所述固定墊塊固定于基礎面上。

所述拉桿包括復數根結構相同且相平行設置的單桿，所述反力板的靠近其周沿的位置開設有復數個對應于所述拉桿的長度方向且與所述單桿相匹配的第一圓形通孔，所述上支座的靠近其周沿的位置開設有復數個對應于所述拉桿的長度方向且與所述單桿相匹配的第二圓形通孔，所述下支座的靠近其周沿的位置開設有復數個對應于所述拉桿的長度方向且與所述單桿相匹配的第三圓形通孔。

所述單桿具有首段和尾段，該首段和該尾段均為與螺母相配合的螺紋段，所述螺母分別鎖固于該首段和該尾段上。

所述反力板的下端部的中心位置開設有第一圓形凹槽，所述上支座的上端部的中心位置開設有第二圓形凹槽，所述千斤頂的上端凸設有與所述第一圓形凹槽相匹配的第一凸柱，所述千斤頂的下端凸設有與所述第二圓形凹槽相匹配的第二凸柱，所述第一凸柱與所述第一圓形凹槽相套接，所述第二凸柱與所述第二圓形凹槽相套接。

所述生土墻為長方體，具有一組相對應的正面和背面，該正面和該背面之間的距離為厚度，該正面的四個頂點對應于所述生土墻的厚度方向的棱邊分別具有L形直角墻角，所述上支座的下端部開設有沿所述生土墻的厚度方向設置的L形直角凹槽，該L形直角凹槽具有兩相垂直設置的槽壁，所述下支座的上端部開設有另一L形直角凹槽，所述下支座的L形直角凹槽與所述上支座的L形直角凹槽結構相同且對向設置，二者與所述生土墻上位于同一對角方向上的兩個所述L形直角墻角相應匹配。

所述生土墻的正面為正方形，所述L形直角凹槽的槽壁的寬度為所述生土墻的正面邊長的1/8。