[發(fā)明專利]模擬現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)動(dòng)帶結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)的室內(nèi)真三軸試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711200629.0
• 申請(qǐng)日: 2017-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107817164B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐鼎平;江權(quán);汪志林;王瑋;樊波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 南昌卓爾精誠(chéng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 36133
• 代理人: 賀楠

1.一種模擬現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)動(dòng)帶結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)的室內(nèi)真三軸試驗(yàn)方法，其特征在于，包括錯(cuò)動(dòng)帶物理指標(biāo)測(cè)定及室內(nèi)仿真重塑試驗(yàn)方法、錯(cuò)動(dòng)帶的真三軸強(qiáng)度試驗(yàn)方法、錯(cuò)動(dòng)帶的真三軸加卸載試驗(yàn)方法和組合體的真三軸試驗(yàn)方法；

所述錯(cuò)動(dòng)帶物理指標(biāo)測(cè)定及室內(nèi)仿真重塑試驗(yàn)方法，具體步驟如下：

(1)將錯(cuò)動(dòng)帶原狀樣用橡皮錘敲成碎塊，拌合均勻，分別取500g和800g進(jìn)行比重和顆粒分析，以獲得顆粒比重和錯(cuò)動(dòng)帶的全級(jí)配曲線和黏粒含量；將錯(cuò)動(dòng)帶分別過(guò)孔徑為0.075mm、0.10mm、0.25mm、0.50mm、1mm、2mm、5mm、10mm和50mm的試驗(yàn)篩，獲得不同的粒組，選定土樣中顆粒最大粒徑為5mm，并按剔除法配置錯(cuò)動(dòng)帶樣并拌合均勻：

P_i＝P_oi/(100-P_{d max})公式(1)

式中，P_i為剔除后某粒組含量；P_{d max}為超粒徑顆粒含量；P_oi為原級(jí)配某粒組含量；

(2)將各類調(diào)制好的達(dá)塑限的錯(cuò)動(dòng)帶重塑樣分層裝入壓力容器中，在容器外部注水使其處于飽水狀態(tài)，然后逐漸加壓觀測(cè)其壓縮變形值，直至達(dá)預(yù)定荷載且變形穩(wěn)定后，取出測(cè)定其物理性質(zhì)，并與錯(cuò)動(dòng)帶原狀樣比較，當(dāng)上述指標(biāo)和結(jié)構(gòu)類型接近時(shí)，認(rèn)為兩者物理力學(xué)性質(zhì)接近；進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)，試樣在各級(jí)壓力下的固結(jié)時(shí)間為1h，試驗(yàn)中僅測(cè)記該級(jí)荷載下1h的量表讀數(shù)；如此逐級(jí)加載直至達(dá)最后預(yù)定荷載，并持續(xù)保持該荷載至試樣達(dá)變形穩(wěn)定；試驗(yàn)所采用的分級(jí)荷載分別為0.1MPa、0.2MPa、0.4MPa、0.8MPa、1.6MPa、3.2MPa、6.4MPa和12.8MPa；

(3)固結(jié)試驗(yàn)制樣設(shè)備是圓筒形容器或方管加壓容器；

所述錯(cuò)動(dòng)帶的真三軸強(qiáng)度試驗(yàn)方法，具體步驟如下：

(4)將試樣各個(gè)加載面均抹一薄層凡士林以防止水分蒸發(fā)；

(5)將試樣放在下加壓板上并施加小量荷載使之加壓板剛好接觸；將測(cè)量裝置的力和位移讀數(shù)均調(diào)至零位；

(6)σ₁、σ₂和σ₃同步增加至9MPa實(shí)現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)帶的等向固結(jié)；

(7)σ₃保持不變，按比例b增加σ₁和σ₂直至錯(cuò)動(dòng)帶試樣破壞，試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)應(yīng)力、應(yīng)變的數(shù)據(jù)全程數(shù)據(jù)采集；

(8)試驗(yàn)結(jié)束后取下試樣，描述破壞后形狀，測(cè)量破壞面傾角；對(duì)破壞試樣進(jìn)行顆粒分析；

(9)依次取σ₃＝3MPa、6MPa、12MPa和15MPa，重復(fù)步驟(4)-(8)，獲得該最小主應(yīng)力條件下的錯(cuò)動(dòng)帶真三軸強(qiáng)度和粒徑分布曲線；

所述錯(cuò)動(dòng)帶的真三軸加卸載試驗(yàn)方法，具體步驟如下：

(10)研究錯(cuò)動(dòng)帶在開(kāi)挖過(guò)程中的變形破壞情況，將試樣各個(gè)加載面均抹一薄層凡士林以防止水分蒸發(fā)；

(11)將試樣放在下加壓板上并施加小量荷載使之加壓板剛好接觸；將測(cè)量裝置的力和位移讀數(shù)均調(diào)至零位；

(12)σ₁、σ₂和σ₃同步增加至9MPa實(shí)現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)帶的等向固結(jié)；

(13)σ₃保持不變，σ₁和σ₂分別增大至16MPa和14MPa；

(14)σ₁和σ₃分別按0.0233MPa/min和0.01MPa/min加載，σ₂按0.0467MPa/min卸載至0，直至錯(cuò)動(dòng)帶試樣破壞；試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)應(yīng)力、應(yīng)變等數(shù)據(jù)全程數(shù)據(jù)采集；

(15)試驗(yàn)結(jié)束后取下試樣，描述破壞后形狀測(cè)量破壞面傾角；對(duì)破壞試樣進(jìn)行顆粒分析，獲取其粒徑分布曲線；

所述組合體的真三軸試驗(yàn)方法，具體步驟如下：

(16)研究組合體在開(kāi)挖過(guò)程中的變形破壞情況，將試樣中錯(cuò)動(dòng)帶的各個(gè)加載面均抹一薄層凡士林以防止水分蒸發(fā)；

(17)將試樣放在下加壓板上并施加小量荷載使之加壓板剛好接觸；將測(cè)量裝置的力和位移讀數(shù)均調(diào)至零位；

(18)σ₁、σ₂和σ₃同步增加至9MPa實(shí)現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)帶的等向固結(jié)；

(19)σ₃保持不變，σ₁和σ₂分別增大至16MPa和14MPa；

(20)σ₁和σ₃分別按0.0233MPa/min和0.01MPa/min加載，σ₂按0.0467MPa/min卸載至0，直至錯(cuò)動(dòng)帶試樣破壞；試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)應(yīng)力、應(yīng)變等數(shù)據(jù)全程數(shù)據(jù)采集；

(21)試驗(yàn)結(jié)束后取下試樣，描述破壞后形狀；對(duì)破壞試樣中的錯(cuò)動(dòng)帶進(jìn)行顆粒分析，獲取其粒徑分布曲線。