[發明專利]巖石基坑抗浮牛腿剪切試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202210033626.7
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114354390B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 李隆平;趙順磊;王林楓;雷文革;王大海;劉新榮;王洪華;徐武;周小涵;王天水;孫毅;劉鵬
• 申請（專利權）人: 重慶大學;中鐵大橋勘測設計院集團有限公司;中交第二公路工程局有限公司
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/06;G01N3/02
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產權代理事務所(普通合伙) 50236
• 代理人: 楊力

1.一種巖石基坑抗浮牛腿剪切試驗裝置，其特征在于，包括：

試驗機，包括機架、試驗臺、軸向加載機構和切向加載機構，所述試驗臺、所述軸向加載機構及所述切向加載機構均設置于所述機架上；

飽和剪切試件，放置于所述試驗臺上，所述飽和剪切試件包括巖石試件和混凝土試件，所述混凝土試件層疊于巖石試件上，且所述混凝土試件延伸超出所述巖石試件形成延伸部，所述巖石試件和所述混凝土試件均設有相互咬合的凸臺；及

剪切裝置，包括約束裝置及加載裝置，所述約束裝置用于將所述混凝土試件和所述巖石試件固定以約束剪切試驗過程中的剪脹效應，所述加載裝置安裝于所述延伸部上，所述加載裝置與所述機架連接以對所述延伸部提供拉力施加彎矩；

其中，剪切試驗中，所述軸向加載機構對所述飽和剪切試件施加軸向偏心壓力，所述切向加載機構用于對所述巖石試件施加切向剪切位移。

2.根據權利要求1所述的巖石基坑抗浮牛腿剪切試驗裝置，其特征在于，所述約束裝置包括第一連接板、第二連接板、滾動體、底板及第一連接螺栓，所述第一連接板貼合所述混凝土試件的頂面，所述第二連接板貼合所述巖石試件的底面，所述第二連接板承載于所述底板上，所述滾動體安裝于所述第二連接板和所述底板之間，所述第一連接螺栓連接所述第一連接板和所述底板。

3.根據權利要求1所述的巖石基坑抗浮牛腿剪切試驗裝置，其特征在于，所述加載裝置包括第一安裝板、第二安裝板、第二連接螺栓及拉力計，所述第一安裝板貼合所述延伸部的頂面，所述第二安裝板貼合所述延伸部的底面，所述第二連接螺栓連接所述第一安裝板和所述第二安裝板，所述拉力計連接所述第一安裝板，且所述拉力計與所述機架連接。

4.根據權利要求1所述的巖石基坑抗浮牛腿剪切試驗裝置，其特征在于，還包括試件澆筑模具，所述試件澆筑模具具有巖石試件腔體及混凝土試件腔體。

5.根據權利要求1所述的巖石基坑抗浮牛腿剪切試驗裝置，其特征在于，還包括飽水裝置，所述飽水裝置用于使剪切試件充分飽水形成飽和剪切試件，以模擬現實中抗浮牛腿所處的水文狀態。

6.根據權利要求1所述的巖石基坑抗浮牛腿剪切試驗裝置，其特征在于，還包括監測系統和數據采集系統，所述監測系統用于監測試驗過程中所述飽和剪切試件的裂隙產生與擴展規律及試件破壞演化過程，所述數據采集系統用于采集試驗過程中所述飽和剪切試件的剪應力應變曲線、最大剪切強度和最大剪切位移。

7.根據權利要求6所述的巖石基坑抗浮牛腿剪切試驗裝置，其特征在于，所述監測系統包括數碼相機、數值散斑儀及聲發射傳感器，所述數值散斑儀與所述數碼相機分別于所述飽和剪切試件相對的兩側，所述聲發射傳感器與所述飽和剪切試件連接，所述數據采集系統包括多通道智能數據采集儀和計算機，所述多通道智能數據采集儀分別與所述試驗機和所述計算機連接。

8.一種巖石基坑抗浮牛腿剪切試驗方法，采用如權利要求1-7任意一項所述的巖石基坑抗浮牛腿剪切試驗裝置，其特征在于，包括以下步驟：

將約束裝置安裝到飽和剪切試件上，然后將加載裝置安裝到延伸部上；

將飽和剪切試件放置到試驗臺上，通過軸向加載機構對飽和剪切試件施加軸向偏心壓力，調整所述加載裝置對所述延伸部的拉力達到預設值；

通過切向加載機構對飽和剪切試件的巖石試件施加切向位移，進行剪切直至所述飽和剪切試件被剪壞。

9.根據權利要求8所述的巖石基坑抗浮牛腿剪切試驗方法，其特征在于，所述將約束裝置安裝到飽和剪切試件上，然后將加載裝置安裝到延伸部上的步驟之前還包括：

制作模擬巖石基坑抗浮牛腿的剪切試件；

將所述剪切試件充分飽水，制作成飽和剪切試件。