[實用新型]一種土體與結構的接觸面力學特性測試試樣

有效

• 申請號: 201921476452.1
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN210774942U
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 廖晨聰;童大貴;劉世奧
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N3/08;G01N3/12
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本實用新型提供了一種土體與結構的接觸面力學特性測試試樣。其測試試樣制作簡單，便于試驗方法的實現，通過一個測試試樣即可完成測試土體與測試結構之間的接觸面各向受力時的力學特性測試，可用于測量靜、動荷載作用下樁與土、沉墊與土以及管和土等接觸面的各向力學特性。

技術領域

本實用新型屬于土木工程技術領域，特別涉及一種基于真三軸儀的測試土體與測試結構接觸面力學特性測試試樣。

背景技術

近年來，我國展開了大規模的基礎設施建設、能源開發和房地產等工程項目，其中涉及大量結構與土體的接觸面力學行為問題。在結構表面通常不是光滑表面，甚至會存在具有方向性的紋理。當土體與結構的受力平面發生改變時，接觸面力學相應會發生改變。

目前，多采用直剪和單剪試驗探究接觸面的力學特性，不能控制排水條件，結果不能很好地模擬接觸面的受力狀態。2012年劉平等申請的專利“一種樁土接觸面力學特性測試裝置和測試方法”(CN102628767B,2014-01-22)提出了一種基于常規土工三軸儀的樁土接觸面力學特性測試裝置和方法，可以便捷地測量土體的軸向變形和體積變形以及控制排水條件。該實用新型裝置和方法適用于對樁基軸線方向上的樁土摩擦力學特性進行測試。2017年Reilly和Orr在《Tunnelling and Underground Space Technology》上發表的“Physical modelling of the effect of lubricants in pipe jacking”(2017，Vol.63，pp.44-53)一文中提出了一種基于常規三軸儀的測試裝置對混凝土和土體間填充漿液的接觸面力學行為進行研究。上述兩個試驗裝置均基于常規三軸儀，故而其水平面內的兩個主應力相等(σ₂＝σ₃)，對于每一試樣只能測試單個方向上的土體與結構接觸面力學特性。當結構表面存在紋理時，則要制作大量的試樣，探究不同紋理方向下的接觸面力學特性。試樣制作成本比較高，而且試樣的反復拆除和安裝耗時比較長。

實用新型內容

本實用新型提出一種土體與結構的接觸面力學特性測試試樣和方法，用以解決通過同一試樣測得測試土體與測試結構之間的接觸面各個方向的力學性能。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種土體與結構的接觸面力學特性測試試樣，包括測試結構和測試土體，所述測試土體的形狀與所述測試結構相匹配，以使兩者組合形成正方體；

所述測試結構為直角三棱錐，正方體的所述測試試樣的其中一個頂點為第一頂點，所述測試結構的直角頂點與第一頂點重合，所述直角三棱錐上與所述直角頂點鄰接的三條側棱分別和正方體的所述測試試樣上與所述第一頂點鄰接的三條邊重合，并且，所述直角三棱錐上與所述直角頂點鄰接的三條側棱長度相等；

所述測試土體采用飽和土等向固結后形成。

進一步地，所述測試結構上側棱的長度為所述測試試樣邊長的四分之三。

進一步地，所述測試試樣的邊長等于真三軸儀壓力室的邊長。

進一步地，所述測試結構與所述測試土體的接觸面為正三角形。

進一步地，所述測試結構由混凝土或鋼材料制成。

進一步地，所述測試結構與所述測試土體之間的接觸面設置有紋理。

綜上所述，本實用新型提供了一種土體與結構的接觸面力學特性測試試樣，通過測試土體與測試結構制備的測試試樣，可用來研究測試土體與測試結構之間的接觸面在靜、動荷載作用下的力學特性；

通過該測試試樣經過飽和和等向骨戒后可以使得試樣的受力狀態更加接近實際工況；

通過制作具有不同表面紋理的測試結構，可以實現對同一測試試樣開展界面紋理方向對接觸面力學特性影響的測試；