[發(fā)明專利]非飽和土與結(jié)構(gòu)界面剪切基質(zhì)吸力測試裝置與測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110230046.2
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN112903478B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李永輝;李鑫;彭飛;劉云龍;張信;吳江龍
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/04
• 代理公司: 鄭州華隆知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41144
• 代理人: 經(jīng)智勇

1.一種非飽和土與結(jié)構(gòu)界面剪切基質(zhì)吸力測試裝置，其特征在于:包括支撐架、設(shè)于支撐架上部的豎向加載機(jī)構(gòu)、設(shè)于支撐架中部的剪切試驗箱、設(shè)于支撐架右側(cè)的橫向加載機(jī)構(gòu)、設(shè)于剪切試驗箱底部的橫向移動軌道機(jī)構(gòu)以及設(shè)于剪切試驗箱左側(cè)的定位機(jī)構(gòu)，所述剪切試驗箱包括上箱體和下箱體，上箱體具有上下開口的筒狀容置腔，下箱體底部固設(shè)多個套筒且套筒的底部與下箱體外部連通，下箱體內(nèi)設(shè)有上表面與下箱體上沿平齊的結(jié)構(gòu)板，結(jié)構(gòu)板上與套管對應(yīng)的位置具有插孔，套筒上端插設(shè)在結(jié)構(gòu)板的插孔中且套筒上端與結(jié)構(gòu)板上表面平齊，套筒的頂部設(shè)置用于測試剪切面吸力的吸力傳感器，吸力傳感器的頂部與結(jié)構(gòu)板頂部平齊，所述橫向加載機(jī)構(gòu)的輸出端與下箱體右側(cè)連接，所述定位機(jī)構(gòu)與上箱體左側(cè)相連，所述套筒的上部和下部均設(shè)有定位凸沿，上部的定位凸沿上方的套筒上還套設(shè)密封圈。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非飽和土與結(jié)構(gòu)界面剪切基質(zhì)吸力測試裝置，其特征在于:?所述支撐架包括多個立柱、設(shè)于立柱上部的橫梁以及設(shè)于立柱下部的水平架，所述豎向加載機(jī)構(gòu)為至少一個固設(shè)在橫梁上的第一液壓推桿，第一液壓推桿的下端通過第一壓力傳感器與加載板加載配合，所述橫向加載機(jī)構(gòu)包括第二液壓推桿、推桿固定機(jī)構(gòu)以及用于與下箱體連接的推桿連接結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種非飽和土與結(jié)構(gòu)界面剪切基質(zhì)吸力測試裝置，其特征在于:?所述推桿固定機(jī)構(gòu)包括固定在支撐架右側(cè)的導(dǎo)向板，導(dǎo)向板的中部具有長孔，且導(dǎo)向板前后兩側(cè)均設(shè)有滑軌，滑軌上滑動設(shè)置C形滑板，滑板上穿設(shè)固定第二液壓推桿，第二液壓推桿的輸出軸穿過長孔，所述推桿連接結(jié)構(gòu)包括推桿輸出軸、通過第二壓力傳感器與推桿輸出軸連接的連接軸、設(shè)于連接軸端部的上下兩個平行設(shè)置平板、設(shè)于下箱體右側(cè)的水平連接板以及連接銷軸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非飽和土與結(jié)構(gòu)界面剪切基質(zhì)吸力測試裝置，其特征在于:所述定位機(jī)構(gòu)包括固設(shè)在支撐架左側(cè)的定位板以及旋設(shè)在定位板上或者通過螺母固定在定位板上的螺桿，螺桿的右端固設(shè)擋板用于與上箱體頂壓定位配合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非飽和土與結(jié)構(gòu)界面剪切基質(zhì)吸力測試裝置，其特征在于:所述筒狀容置腔的長和寬均小于結(jié)構(gòu)板的對應(yīng)長和寬。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非飽和土與結(jié)構(gòu)界面剪切基質(zhì)吸力測試裝置，其特征在于:?所述橫向移動軌道機(jī)構(gòu)包括橫向軌道和設(shè)于下箱體的下表面的橫向滑塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非飽和土與結(jié)構(gòu)界面剪切基質(zhì)吸力測試裝置，其特征在于:?還包括沿前后方向設(shè)置的縱向移動軌道機(jī)構(gòu)，縱向移動軌道機(jī)構(gòu)包括縱向軌道和縱向軌道上的縱向滑塊，橫向軌道設(shè)置在縱向滑塊上，縱向軌道設(shè)置在水平架上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非飽和土與結(jié)構(gòu)界面剪切基質(zhì)吸力測試裝置，其特征在于:?所述下箱體的底板上還旋設(shè)至少三個調(diào)平螺栓，所述結(jié)構(gòu)板的底部具有與調(diào)平螺栓配合的凹槽。

9.利用權(quán)利要求1-8任意一項所述的非飽和土與結(jié)構(gòu)界面剪切基質(zhì)吸力測試裝置的測試方法，其特征在于包括以下步驟:

1)對上箱體進(jìn)行填土，然后通過左側(cè)定位機(jī)構(gòu)對上箱體進(jìn)行定位，接著通過豎向加載機(jī)構(gòu)對填土施加載荷，直至符合設(shè)定條件；

2)通過橫向加載機(jī)構(gòu)對下箱體進(jìn)行橫向加載，推動下箱體橫向移動，實現(xiàn)土體與結(jié)構(gòu)板上表面的水平剪切過程，剪切速率控制在0.05毫米每分鐘，并在剪切過程中利用吸力傳感器測試吸力大小。