[發明專利]一種抗剪強度測試裝置及其抗剪強度和靜力觸探測試方法

在審

• 申請號: 201910351683.8
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN109991103A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 晏長根;李博;許江波;孫巍鋒;鞏悅;朱珊珊;王瑞;張士朝
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/00;E02D1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種抗剪強度測試裝置及其抗剪強度和靜力觸探測試方法，包括基座、貫入系統、轉動系統及測量系統，貫入系統安裝在基座上，轉動系統與貫入系統連接，測量系統與轉動系統連接；測量系統包括探桿和錐頭，探桿的一端與轉動系統連接，探桿的另一端與錐頭連接；錐頭包括第一錐頭和第二錐頭，第一錐頭和第二錐頭可更換連接在探桿上；第一錐頭的中部圓周上設置有環形壓力計；第二錐頭的扇狀錐形板均勻垂直設置在錐頭本體的圓周上；本發明可以現場快速方便取得土體的粘聚力和土體內摩擦角的數據；有效解決了傳統十字板剪切試驗只能用于軟土土層的測量，只能測定粘聚力，使用范圍窄的問題；裝置結構簡單，體積較小，便于攜帶使用。

技術領域

本發明涉及巖土工程技術領域，特別涉及一種抗剪強度測試裝置及其抗剪強度和靜力觸探測試方法。

背景技術

目前，公路邊坡病害治理工程投資巨大，對已完工工程的邊坡治理措施的效果評價，只是按照現行的行業規范進行竣工驗收。在進入運營后治理防護措施是不是“對癥下藥”，是否達到了預期的效果，治理效果是好是壞等方面的研究很少。生態護坡是一門新興技術，國內外尚沒有成熟的設計、施工及護坡效果定量評價規范，隨著生態工程護坡應用規模的擴大，遇到的問題將越來越復雜，僅依賴一些施工經驗往往難以解決這些問題；例如：加固材料用量的問題，過少則會造成坡面的不穩定；過大則會形成浪費，不夠經濟。

現有在巖土工程中，一般利用土體的抗剪強度評價土體的承載力或抵抗滑坡能力，抗剪強度例如土體的粘聚力和內摩擦角；而目前適合原位的貫入試驗(貫入試驗例如圓錐動力觸探試驗)或載荷試驗，只可以取得土的法向應力強度數據，無法求得土體的抗剪強度；矩形十字板剪切試驗是快速測定土層抗剪強度的一種簡易而可靠的原位測試方法，但只適用于沿海飽和軟土地區黏土層，并且只能測定土體的粘聚力c，無法測得土體內摩擦角值，適用范圍有限。

目前，國內沒有合適的巖土工程勘探設備，可以現場快速方便取得土體的粘聚力c和土體內摩擦角等抗剪強度數據；因此，找到一種簡便可靠原位測定土體的抗剪強度設備是目前亟須解決的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的在于提供一種抗剪強度測試裝置及其抗剪強度和靜力觸探測試方法，可以現場快速方便取得土體的粘聚力c和土體內摩擦角的數據。

為達到實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種抗剪強度測試裝置，包括基座、貫入系統、轉動系統及測量系統，貫入系統安裝在基座上，轉動系統與貫入系統連接，測量系統與轉動系統連接；測量系統包括探桿和錐頭，探桿的一端與轉動系統連接，探桿的另一端與錐頭連接；錐頭包括第一錐頭和第二錐頭，第一錐頭和第二錐頭可更換連接在探桿上；第一錐頭為圓錐體結構，第一錐頭的中部圓周上設置有環形壓力計；第二錐頭包括錐頭本體和四塊相同的扇狀錐形板，錐頭本體與第一錐頭的形狀大小相同，四塊相同的扇狀錐形板均勻垂直設置在錐頭本體的圓周上。

進一步的，探桿包括外筒、應變筒、導力桿、應變片、螺塞及球體；外筒為兩端開口的圓筒體結構，外筒的一端與轉動系統固定連接；應變筒同軸設置在外筒內，應變筒為一端封閉一端開口的圓筒結構，應變筒的封閉端靠近轉動系統設置；應變筒的開口端與外筒內壁固定連接；導力桿同軸設置在應變筒內，導力桿的一端通過球體與應變筒的封閉端連接，導力桿的另一端伸出外筒；螺塞套設在導力桿上，螺塞與外筒的內壁固定連接；導力桿上設置有環形凸臺，環形凸臺與螺塞的端面相抵連接，環形凸臺靠近應變筒設置；應變片設置在應變筒的表面上，導力桿的伸出端與錐頭固定連接。

進一步的，還包括應變補償片，應變補償片設置在應變筒的筒壁上；應變片包括對稱設置的兩個應變片，應變補償片包括對稱設置的兩個應變補償片，應變片與應變補償片采用四橋連接。