[发明专利]一种测定黄土-混凝土接触面摩擦系数的装置及测定方法

权利要求书

1.一种测定黄土-混凝土接触面摩擦系数的装置，其特征在于：包括外框架(1)，外框架(1)内具有两个相对设置且用于放置待测定黄土试块(5)的盛土容具，待测定混凝土试块(6)夹持在两个所述盛土容具之间且与待测定黄土试块(5)面接触，所述盛土容具滑动设置在外框架(1)内，所述外框架(1)上安装有用于带动所述盛土容具滑动的调节螺杆(9)，所述调节螺杆(9)上安装有锁紧螺母(10)，所述调节螺杆(9)的一端安装有压力传感器，所述压力传感器的测量端抵接在所述盛土容具上。

2.根据权利要求1所述的一种测定黄土-混凝土接触面摩擦系数的装置，其特征在于：所述外框架(1)内设置有滑道(2)，所述滑道(2)具有放置所述盛土容具的阶梯台(2-1)，所述盛土容具上设置有滑块(4)，所述滑块(4)具有与阶梯台(2-1)相配合的凸沿(4-1)。

3.根据权利要求1所述的一种测定黄土-混凝土接触面摩擦系数的装置，其特征在于：所述调节螺杆(9)的一端通过支撑盘(11)安装在所述压力传感器上，所述支撑盘(11)的中心位置开设有供调节螺杆(9)穿过的顶紧孔(11-2)。

4.根据权利要求1所述的一种测定黄土-混凝土接触面摩擦系数的装置，其特征在于：所述待测定混凝土试块(6)上放置有加载垫块(7)。

5.根据权利要求1所述的一种测定黄土-混凝土接触面摩擦系数的装置，其特征在于：所述外框架(1)由依次连接的四块安装板组成。

6.一种利用权利要求1所述的测定黄土-混凝土接触面摩擦系数的装置对地铁车站所处深度的黄土和混凝土的接触面的摩擦系数进行测定的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、获取参数：采集埋深深度为H的地铁车站处的黄土和混凝土，得到待测定黄土试块(5)及待测定混凝土试块(6)，然后获取待测定黄土试块(5)的含水率ω和湿陷系数σ_s，测定待测定混凝土试块(6)的构造深度h，通过公式σ_H＝K×γ×H，计算埋深深度为H的待测定黄土试块(5)的水平地应力σ_H；其中，K为水平地应力系数，γ为土体重度；

步骤二、测定准备：准备N组测定试块，每组所述测定试块包括两个待测试黄土试块(5)和一个待测试混凝土试块(6)，其中，N≥3；

步骤三、固定测定试块并施加载荷：将待测定黄土试块(5)固定在所述盛土容具内，然后将待测定混凝土试块(6)夹持在两个待测定黄土试块(5)之间，再对待测定混凝土试块(6)加载正压力和竖向压力，具体操作过程如下：

步骤301、称取第i组所述测定试块中待测定混凝土试块(6)的质量m_i；再根据公式F_i＝σ_H×S_i,计算待测定黄土试块(5)对待测定混凝土试块(6)的正压力F_i；其中，S_i为第i组所述测定试块中待测定混凝土试块(6)夹持面的面积；

步骤302、将待测定黄土试块(5)固定在所述盛土容具内，再将待测定混凝土试块(6)夹持在两个待测定黄土试块(5)之间，使待测定混凝土试块(6)的夹持面与待测定黄土试块(5)接触，待测定混凝土试块(6)的顶面处于水平状态；

步骤303、旋转调节螺杆(9)使两个待测定黄土试块(5)挤压待测定混凝土试块(6)，直至所述压力传感器显示的压力值与步骤301中计算得到的待测定黄土试块(5)对待测定混凝土试块(6)的正压力F_i相等，在电子万能试验机上设定电子万能试验机的竖向加载速度β，电子万能试验机沿竖直方向对待测定混凝土试块(6)施加竖向压力，直至电子万能试验机显示的待测定混凝土试块(6)的位移-载荷曲线达到水平状态时，记录电子万能试验机对待测定混凝土试块(6)的竖向压力F_i′；最后拆除所述待测定黄土试块(5)和待测定混凝土试块(6)；

步骤304、重复步骤301至步骤303，直至完成N组所述测定试块的测定，得到N组测量数据，N组测量数据包括N组待测定混凝土试块(6)的质量、正压力和竖向压力；

步骤四、计算黄土-混凝土接触面摩擦系数：根据公式计算得到待测定黄土试块(5)与待测定混凝土试块(6)接触面的摩擦系数μ，其中，g为重力加速度。