[發明專利]一種施加豎向應力的分離式剪切滲流儀及其使用方法

有效

• 申請號: 202010093013.3
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111238962B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 陳澄昊;陳生水;梅世昂;張賢;萬程煒;傅中志;吉恩躍;鄧曌;唐譯;楊氾
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院;河海大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02;G01N15/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 嚴志平

1.一種施加豎向應力的分離式剪切滲流儀，其特征在于：包括固定框架(15)，所述固定框架(15)頂部固定有頂部位移荷載單元(1)，所述固定框架(15)側方固定有側向位移荷載單元(11)，所述固定框架(15)底部設置有底座(14)，所述底座(14)上表面固定有支撐座(13)，所述底座(14)上固定有底部位移荷載單元(9)，所述頂部位移荷載單元(1)、側向位移荷載單元(11)和底部位移荷載單元(9)的位移觸頭上均設置有壓力傳感器(2)，所述頂部位移荷載單元(1)下面設置有上部剪切盒(4)，所述上部剪切盒(4)為頂面和底面開口結構，所述上部剪切盒(4)頂面密封設置有上活動推板(10)，所述上活動推板(10)頂部通過安裝上滑動導軌(3)與所述頂部位移荷載單元(1)相連，所述固定框架(15)兩側設置有可上下調節的限位支架(5)，所述限位支架(5)底部安裝有下滑動導軌(20)，所述下滑動導軌(20)與所述上部剪切盒(4)側壁相連，所述上部剪切盒(4)下面設置有下部剪切盒(12)，所述下部剪切盒(12)為頂面和底面開口結構，所述下部剪切盒(12)固定在所述支撐座(13)上，所述下部剪切盒(12)底面密封設置有下活動推板(19)，所述下活動推板(19)與所述底部位移荷載單元(9)相連，所述下部剪切盒(12)側壁上設置有進水口接頭(8)和出水口接頭(18)，所述進水口接頭(8)進水口設置有入流流量閥和入流流量計，所述出水口接頭(18)出水口設置有出流流量閥和出流流量計。

2.根據權利要求1所述的一種施加豎向應力的分離式剪切滲流儀，其特征在于：所述上部剪切盒(4)和下部剪切盒(12)的材質包括透明樹脂玻璃。

3.根據權利要求1所述的一種施加豎向應力的分離式剪切滲流儀，其特征在于：所述上活動推板(10)和下活動推板(19)的滑動面設置有開槽并嵌入雙層橡膠止水條。

4.根據權利要求1所述的一種施加豎向應力的分離式剪切滲流儀，其特征在于：所述上部剪切盒(4)底部邊壁向外延伸構成上臺面，所述下部剪切盒(12)頂部邊壁向外延伸構成下臺面，所述下臺面上開設有環形槽，所述環形槽內嵌入O形止水圈(6)，所述環形槽與所述上部剪切盒(4)內壁距離大于最大剪切行程。

5.根據權利要求1所述的一種施加豎向應力的分離式剪切滲流儀，其特征在于：所述下部剪切盒(12)底部邊壁向外延伸構成固定部，所述固定部開設有與所述支撐座(13)配合的圓孔。

6.根據權利要求1所述的一種施加豎向應力的分離式剪切滲流儀，其特征在于：所述進水口接頭(8)和出水口接頭(18)對應內壁側開設長條形槽，所述長條形槽內墊有透水石(7)。

7.一種權利要求1到6任一項所述施加豎向應力的分離式剪切滲流儀使用方法，其特征在于：包括以下步驟：

S01：從固定框架(15)和限位支架(5)中拆卸出上部剪切盒(4)、下部剪切盒(12)，上部剪切盒、下部剪切盒的活動推板復位，上部剪切盒(4)、下部剪切盒(12)開口面朝上，關閉下部剪切盒(12)的進水口接頭(8)和出水口接頭(18)；

S02：確定接觸試驗上分界面巖土料類型，將相應巖土料裝入上部剪切盒(4)，裝填過程中埋入試驗所需傳感器，依據試驗要求制樣；

S03：確定接觸試驗下分界面巖土料類型，將相應巖土料裝入下部剪切盒(12)，裝填過程中埋入試驗所需傳感器，依據試驗要求制樣；

S04：用擋板壓在上部剪切盒(4)開口處，倒置上部剪切盒(4)并置于下部剪切盒(12)上方，抽出擋板；

S05：將上部剪切盒(4)、下部剪切盒(12)整體安裝至支撐座(13)上，使底部荷載位移單元(9)與下部剪切盒(12)的下活動推板(19)接觸，調節限位支架(5)高度使其緊密貼合上部剪切盒(4)臺面；

S06：調節固定框架(15)，使頂部荷載位移單元(1)與上部剪切盒(4)的上活動推板(10)上方的上滑動導軌(3)接觸，使側向荷載位移單元(11)與上部剪切盒(4)側壁接觸；

S07：按照試驗需要設定頂部荷載位移單元(1)、底部荷載位移單元(9)的荷載數值；

S08：待上活動推板(10)和下活動推板(19)停止位移后，進水口、出水口處安裝PVC水管接入外部水源，打開入流流量閥、出流流量閥，待入流流量計、出流流量計讀數一致后記錄流量數據；

S09：啟動側向荷載位移單元(11)，根據試驗內容設定最大剪切位移、剪切速率，側向荷載位移單元(11)內控制系統記錄位移、剪切力數值，剪切過程進行錄像；

S10：出流流量計內控制系統記錄剪切過程中出流流量變化值；

S11：達到最大剪切位移后關閉側向荷載位移單元(11)，關閉入流流量閥、出流流量閥；

S12：整理剪切過程流量與位移、剪切力關系。