[實用新型]一種擋土墻與接觸土體界面摩擦角測量裝置

有效

• 申請號: 201720728818.4
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN206862792U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 王雪冬;李世宇;董慧
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本實用新型屬于巖土力學試驗技術領域，特別是涉及一種擋土墻與接觸土體界面摩擦角測量裝置。

背景技術

在擋土墻設計過程中，擋土墻與接觸土體的界面摩擦角是土壓力計算的必備參數，而界面摩擦角的準確程度，也直接關系到土壓力計算的準確性以及擋土墻設計的成敗。

目前，擋土墻與接觸土體的界面摩擦角通常是根據土體類別并結合類似工程給出的經驗值，如《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-2013)等，導致界面摩擦角的數值具有相當程度的隨意性，容易給實際工程帶來安全隱患。

為了準確獲取界面摩擦角，公開號為CN1699963A的中國專利，其公開了一種非散粒體材料摩擦角測定儀，盡管其能夠方便簡潔的獲取非散粒體材料間的摩擦角，但并不適用于散粒體材料。對于公開號為CN102012220A的中國專利，其公開了一種散粒物料摩擦角或休止角測量裝置和測量方法，雖然能夠基于斜面儀原理獲取散粒物料的摩擦角，但僅能獲取散粒物料與儀器間的界面摩擦角，而無法獲取兩種不同材料間的界面摩擦角，其所獲取的界面摩擦角與實際工程中的擋土墻與接觸土體的界面摩擦角存在明顯差異。

實用新型內容

針對現有技術存在的問題，本實用新型提供一種擋土墻與接觸土體界面摩擦角測量裝置，非散粒體材料和散粒體材料均適用，所獲取的界面摩擦角數值更加貼近真實值。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：一種擋土墻與接觸土體界面摩擦角測量裝置，包括底座、反力架、滾軸滑道、承力滑臺、剪切力施加油缸、載荷力施加油缸、絲桿升降機、絲桿升降機安裝架、擋土墻試樣剪切盒及接觸土體試樣剪切盒，所述擋土墻試樣剪切盒及接觸土體試樣剪切盒均采用圓柱筒形結構；所述反力架和滾軸滑道固裝在底座上，所述載荷力施加油缸豎直固裝在反力架頂端，且載荷力施加油缸的活塞桿朝下設置，在載荷力施加油缸的活塞桿端部安裝有第一壓力傳感器；所述承力滑臺位于滾軸滑道上，承力滑臺在滾軸滑道上具有直線移動自由度；所述剪切力施加油缸水平固裝在底座上，剪切力施加油缸的活塞桿朝向承力滑臺，在剪切力施加油缸的塞桿端部安裝有第二壓力傳感器；所述絲桿升降機通過絲桿升降機安裝架豎直安裝在承力滑臺上，所述擋土墻試樣剪切盒設置在絲桿升降機安裝架頂端，且絲桿升降機的升降托盤位于擋土墻試樣剪切盒內，且絲桿升降機的升降托盤與擋土墻試樣剪切盒內表面間隙配合；所述接觸土體試樣剪切盒設置在擋土墻試樣剪切盒頂部，且接觸土體試樣剪切盒位于載荷力施加油缸的活塞桿正下方。

在所述承力滑臺與底座之間安裝有拔插式的限位銷。

在所述載荷力施加油缸的活塞桿與接觸土體試樣剪切盒之間依次配裝有傳力墊塊及墊片，且墊片的直徑等于接觸土體試樣剪切盒的內徑。

所述擋土墻試樣剪切盒的頂部筒口配裝有可拆卸式的限位盤。

所述接觸土體試樣剪切盒的內徑尺寸小于擋土墻試樣剪切盒的內徑尺寸。

所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器分別連接有第一數顯表和第二數顯表，通過第一數顯表直接讀取第一壓力傳感器采集的載荷力數據，通過第二數顯表直接讀取第二壓力傳感器采集的剪切力數據。

一種擋土墻與接觸土體界面摩擦角測量方法，采用了所述的擋土墻與接觸土體界面摩擦角測量裝置，包括如下步驟：

步驟一：制備試樣

首先通過取芯鉆機獲取圓柱狀的擋土墻原始芯體，再對擋土墻原始芯體進行切片，進而制得擋土墻試樣；同時，通過取土環刀直接制備接觸土體試樣；

步驟二：安裝擋土墻試樣

首先將擋土墻試樣置于擋土墻試樣剪切盒內，并坐落在絲桿升降機的升降托盤上；將限位盤通過螺栓安裝到擋土墻試樣剪切盒的頂部筒口處，然后啟動絲桿升降機，使升降托盤及其上擋土墻試樣逐漸抬升，直到擋土墻試樣上表面與限位盤下表面緊密貼合，最后將限位盤卸下；

步驟三：安裝接觸土體試樣

首先將接觸土體試樣剪切盒放置到擋土墻試樣剪切盒頂部，再將取土環刀內的接觸土體試樣移至接觸土體試樣剪切盒內，并坐落在擋土墻試樣上；

步驟四：在接觸土體試樣上表面依次放置墊片和傳力墊塊；

步驟五：啟動載荷力施加油缸，控制載荷力施加油缸的活塞桿下伸，對接觸土體試樣勻速施加載荷力，通過第一壓力傳感器實時采集載荷力數值，并通過第一數顯表實時監視載荷力數值變化，直至載荷力達到設定值；