[发明专利]不同应力路径下侧向基床反力系数室内测试装置

权利要求书

1.一种不同应力路径下侧向基床反力系数室内测试装置，包括测试箱体、加载装置及扁铲侧胀仪，其特征在于：所述加载装置为扁铲侧胀仪的贯入测试及土体顶面、侧面载荷板的不同应力路径加载试验提供力源，所述测试箱体的顶面设有横向的支撑杆，所述支撑杆上安装有顶面载荷机构和扁铲侧胀仪贯入机构，所述顶面载荷机构和扁铲侧胀仪贯入机构均包括反力架、反力梁和千斤顶；所述顶面载荷机构的千斤顶连接压力传感器与载荷板，所述载荷板上具有用于穿过扁铲侧胀仪的预留孔，所述载荷板与土体接触面设有与载荷板等面积的柔性橡胶垫；

所述测试箱体是由金属框架和有机玻璃板组成的正方体，有机玻璃安装在箱体的侧面和底面上，一个侧面的有机玻璃上具有开口；所述开口处安装有侧面载荷机构，所述侧面载荷机构包括依次连接的载荷板、顶推杆、千斤顶、反力梁和反力架，所述反力架固定连接在测试箱体上；所述载荷板通过顶推杆传力，在液压千斤顶的加、卸载下水平前进或后退；所述顶推杆安置在滑道内，顶推杆、滑道、液压千斤顶三者中心轴线位于同一水平线上；所述顶推杆与液压千斤顶之间设有用于测试液压千斤顶加载水平的压力传感器，所述顶推杆侧面还安装有位移读取装置。

2.根据权利要求1所述的不同应力路径下侧向基床反力系数室内测试装置的测试方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，按测试要求装配测试装置，检验液压千斤顶的工作情况及反力架、反力梁的固定情况，并对顶推杆在滑道内能否自由水平移动进行查看，往测试箱体内装入按土质分类、含水率预先制备的待测定土体；

步骤2，在顶面土体、侧面土体分别安装载荷板和橡胶垫，载荷板、橡胶垫布置在土体表面中央位置，并将载荷板、橡胶垫、土层表面三者相互紧贴；

步骤3，安装压力传感器、位移表，并对压力传感器、位移表的初始值进行校正；安装扁铲侧胀仪，并保证其能沿载荷板与橡胶垫的预留孔垂直贯入；

步骤4，液压千斤顶开始工作，按不同应力路径对土体进行加载，对应开展扁铲侧胀试验；扁铲侧胀仪在液压千斤顶作用下贯入土体，达到预定深度后，测定钢膜膨胀情况下的受力变形关系；

步骤5.结束测试，将液压千斤顶卸载，缓慢提升出扁铲侧胀仪，清洁回收试验设备；

步骤6.数据整理，利用扁铲侧胀试验求解侧向基床反力系数时，根据各试验点实测的Δp值，按下式求得侧向基床反力系数计算值K_h0：

式中，s(0)为钢膜中心点的位移量，为1.10mm；Δp为相对应的钢膜侧面土压力增量；

步骤7，重复步骤1～6，分析和归纳不同土层侧向基床反力系数的取值范围及其随深度的变化规律，为水平受荷桩、基坑工程和隧道工程的前期设计提供参考。