[發明專利]非飽和土與結構界面剪切基質吸力測試裝置與測試方法

有效

• 申請號: 202110230046.2
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN112903478B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 李永輝;李鑫;彭飛;劉云龍;張信;吳江龍
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/04
• 代理公司: 鄭州華隆知識產權代理事務所(普通合伙) 41144
• 代理人: 經智勇

本發明涉及一種非飽和土與結構界面剪切基質吸力測試裝置與測試方法，其中，一種非飽和土與結構界面剪切基質吸力測試裝置，包括支撐架、設于支撐架上部的豎向加載機構、設于支撐架中部的剪切試驗箱、設于支撐架右側的橫向加載機構、設于剪切試驗箱底部的橫向移動軌道機構以及設于剪切試驗箱左側的定位機構。本發明的非飽和土與結構界面剪切基質吸力測試裝置，在使用的時候，先對上箱體進行填土，通過豎向加載機構對填土施加豎向載荷，然后通過橫向加載機構對下箱體進行橫向加載，并在剪切過程中利用吸力傳感器測試吸力大小，使用非常的方便。

技術領域

本發明涉及建筑領域，特別涉及一種非飽和土與結構界面剪切基質吸力測試裝置與測試方法。

背景技術

在土木建筑及巖土工程領域，非飽和土層中結構受力變形涉及非飽和土與結構界面剪切作用問題，為分析非飽和土與結構界面處基質吸力對界面剪切力學行為的影響，獲得基質吸力對界面剪切強度的貢獻，支撐科學研究及工程實踐，在非飽和土與結構界面剪切過程中進行基質吸力量測是一項重要的試驗測試項目。目前，土與結構界面剪切相關試驗尚缺乏合適的測試裝置和方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種非飽和土與結構界面剪切基質吸力測試裝置與測試方法。

一種非飽和土與結構界面剪切基質吸力測試裝置，包括支撐架、設于支撐架上部的豎向加載機構、設于支撐架中部的剪切試驗箱、設于支撐架右側的橫向加載機構、設于剪切試驗箱底部的橫向移動軌道機構以及設于剪切試驗箱左側的定位機構，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，下箱體底部固設多個套筒且套筒的底部與下箱體外部連通，下箱體內設有上表面與下箱體上沿平齊的結構板，結構板上與套管對應的位置具有插孔，套筒上端插設在結構板的插孔中且套筒上端與結構板上表面平齊，套筒的頂部設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構板頂部平齊，所述橫向加載機構的輸出端與下箱體右側連接，所述定位機構與上箱體左側相連。

優選的，所述支撐架包括多個立柱、設于立柱上部的橫梁以及設于立柱下部的水平架，所述豎向加載機構為至少一個固設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，所述橫向加載機構包括第二液壓推桿、推桿固定機構以及用于與下箱體連接的推桿連接結構。

優選的，所述推桿固定機構包括固定在支撐架右側的導向板，導向板的中部具有長孔，且導向板前后兩側均設有滑軌，滑軌上滑動設置C形滑板，滑板上穿設固定第二液壓推桿，第二液壓推桿的輸出軸穿過長孔，所述推桿連接結構包括推桿輸出軸、通過第二壓力傳感器與推桿輸出軸連接的連接軸、設于連接軸端部的上下兩個平行設置平板、設于下箱體右側的水平連接板以及連接銷軸。

優選的，所述定位機構包括固設在支撐架左側的定位板以及旋設在定位板上或者通過螺母固定在定位板上的螺桿，螺桿的右端固設擋板用于與上箱體頂壓定位配合。

優選的，所述筒狀容置腔的長和寬均小于結構板的對應長和寬。

優選的，所述橫向移動軌道機構包括橫向軌道和設于下箱體的下表面的橫向滑塊。

優選的，還包括沿前后方向設置的縱向移動軌道機構，縱向移動軌道機構包括縱向軌道和縱向軌道上的縱向滑塊，橫向軌道設置在縱向滑塊上，縱向軌道設置在水平架上。

優選的，所述套筒的上部和下部均設有定位凸沿，上部的定位凸沿上方的套筒上還套設密封圈。

優選的，所述下箱體的底板上還旋設至少三個調平螺栓，所述結構板的底部具有與調平螺栓配合的凹槽。

利用所述非飽和土與結構界面剪切基質吸力測試裝置的測試方法，包括以下步驟:

1）對上箱體進行填土，然后通過左側定位機構對上箱體進行定位，接著通過豎向加載機構對填土施加載荷，直至符合設定條件；