[实用新型]一种挡土墙与接触土体界面摩擦角测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于岩土力学试验技术领域，特别是涉及一种挡土墙与接触土体界面摩擦角测量装置。

背景技术

在挡土墙设计过程中，挡土墙与接触土体的界面摩擦角是土压力计算的必备参数，而界面摩擦角的准确程度，也直接关系到土压力计算的准确性以及挡土墙设计的成败。

目前，挡土墙与接触土体的界面摩擦角通常是根据土体类别并结合类似工程给出的经验值，如《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)等，导致界面摩擦角的数值具有相当程度的随意性，容易给实际工程带来安全隐患。

为了准确获取界面摩擦角，公开号为CN1699963A的中国专利，其公开了一种非散粒体材料摩擦角测定仪，尽管其能够方便简洁的获取非散粒体材料间的摩擦角，但并不适用于散粒体材料。对于公开号为CN102012220A的中国专利，其公开了一种散粒物料摩擦角或休止角测量装置和测量方法，虽然能够基于斜面仪原理获取散粒物料的摩擦角，但仅能获取散粒物料与仪器间的界面摩擦角，而无法获取两种不同材料间的界面摩擦角，其所获取的界面摩擦角与实际工程中的挡土墙与接触土体的界面摩擦角存在明显差异。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种挡土墙与接触土体界面摩擦角测量装置，非散粒体材料和散粒体材料均适用，所获取的界面摩擦角数值更加贴近真实值。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种挡土墙与接触土体界面摩擦角测量装置，包括底座、反力架、滚轴滑道、承力滑台、剪切力施加油缸、载荷力施加油缸、丝杆升降机、丝杆升降机安装架、挡土墙试样剪切盒及接触土体试样剪切盒，所述挡土墙试样剪切盒及接触土体试样剪切盒均采用圆柱筒形结构；所述反力架和滚轴滑道固装在底座上，所述载荷力施加油缸竖直固装在反力架顶端，且载荷力施加油缸的活塞杆朝下设置，在载荷力施加油缸的活塞杆端部安装有第一压力传感器；所述承力滑台位于滚轴滑道上，承力滑台在滚轴滑道上具有直线移动自由度；所述剪切力施加油缸水平固装在底座上，剪切力施加油缸的活塞杆朝向承力滑台，在剪切力施加油缸的塞杆端部安装有第二压力传感器；所述丝杆升降机通过丝杆升降机安装架竖直安装在承力滑台上，所述挡土墙试样剪切盒设置在丝杆升降机安装架顶端，且丝杆升降机的升降托盘位于挡土墙试样剪切盒内，且丝杆升降机的升降托盘与挡土墙试样剪切盒内表面间隙配合；所述接触土体试样剪切盒设置在挡土墙试样剪切盒顶部，且接触土体试样剪切盒位于载荷力施加油缸的活塞杆正下方。

在所述承力滑台与底座之间安装有拔插式的限位销。

在所述载荷力施加油缸的活塞杆与接触土体试样剪切盒之间依次配装有传力垫块及垫片，且垫片的直径等于接触土体试样剪切盒的内径。

所述挡土墙试样剪切盒的顶部筒口配装有可拆卸式的限位盘。

所述接触土体试样剪切盒的内径尺寸小于挡土墙试样剪切盒的内径尺寸。

所述第一压力传感器和第二压力传感器分别连接有第一数显表和第二数显表，通过第一数显表直接读取第一压力传感器采集的载荷力数据，通过第二数显表直接读取第二压力传感器采集的剪切力数据。

一种挡土墙与接触土体界面摩擦角测量方法，采用了所述的挡土墙与接触土体界面摩擦角测量装置，包括如下步骤：

步骤一：制备试样

首先通过取芯钻机获取圆柱状的挡土墙原始芯体，再对挡土墙原始芯体进行切片，进而制得挡土墙试样；同时，通过取土环刀直接制备接触土体试样；

步骤二：安装挡土墙试样

首先将挡土墙试样置于挡土墙试样剪切盒内，并坐落在丝杆升降机的升降托盘上；将限位盘通过螺栓安装到挡土墙试样剪切盒的顶部筒口处，然后启动丝杆升降机，使升降托盘及其上挡土墙试样逐渐抬升，直到挡土墙试样上表面与限位盘下表面紧密贴合，最后将限位盘卸下；

步骤三：安装接触土体试样

首先将接触土体试样剪切盒放置到挡土墙试样剪切盒顶部，再将取土环刀内的接触土体试样移至接触土体试样剪切盒内，并坐落在挡土墙试样上；

步骤四：在接触土体试样上表面依次放置垫片和传力垫块；

步骤五：启动载荷力施加油缸，控制载荷力施加油缸的活塞杆下伸，对接触土体试样匀速施加载荷力，通过第一压力传感器实时采集载荷力数值，并通过第一数显表实时监视载荷力数值变化，直至载荷力达到设定值；