[发明专利]一种混凝土与土体界面剪切试验装置及其测试方法

权利要求书

1.一种混凝土与土体界面剪切试验装置，其特征在于，该装置包括：

剪切单元，包括带孔土样桶、桶内的击实土体和混凝土圆柱形试件，所述带孔土样桶的孔为设置在桶底中心的通孔，所述通孔的直径与混凝土圆柱形试件相适配，所述混凝土圆柱形试件插入击实土体并穿过所述通孔；

测量单元，包括对混凝土圆柱形试件施加竖向推力的升降器、设置在混凝土圆柱形试件下方的量力钢环和测量量力钢环的变形量的百分表；

支架单元，其被设置为支撑所述剪切单元；

加载单元，其被设置为对所述土样桶中装有的土样顶部施加竖向压力。

2.根据权利要求1所述的界面剪切试验装置，其特征在于，所述量力钢环、升降器、混凝土圆柱形试件、百分表表轴在同一条竖直线上。

3.根据权利要求1或2所述的界面剪切试验装置，其特征在于，所述测量单元还包括钢环定位支架，其被设置为竖直定位所述量力钢环。

4.根据权利要求1所述的界面剪切试验装置，其特征在于，所述支架单元由底板、顶板及设置在底板与顶板之间的支柱构成，所述土样桶置于顶板上部，顶板上部对应通孔位置开有圆形孔一，圆形孔直径与通孔直径以及混凝土圆柱形试件外径相匹配。

5.根据权利要求4所述的界面剪切试验装置，其特征在于，所述顶板上设有凹槽，所述凹槽内径与土样桶外径相匹配，所述土样桶置于凹槽内固定。

6.根据权利要求1所述的界面剪切试验装置，其特征在于，所述加载单元包括加载支架、传力钢珠、加载传力支座和加载桶，加载支架一端固连在试验平台上，所述加载桶设置在加载支架另一端，通过设置在加载支架中间的传力钢珠将竖向荷载施加于加载传力支座上，通过所述加载传力支座实现对土样桶中土体表面施加竖向压力。

7.根据权利要求6所述的界面剪切试验装置，其特征在于，所述加载传力支座包括上顶板和下底板，所述上顶板设有用于放置传力钢珠的圆形凹槽，所述下底板为与土样桶内径相适配的圆形钢板，所述圆形钢板上设有圆形孔二，圆孔直径与土样桶桶底通孔直径以及混凝土圆柱形试件外径相匹配。

8.一种权利要求1～7任一项混凝土与土体界面剪切试验装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.制作试件：通过模具，制作混凝土圆柱形试件，浇筑混凝土前在模具中心位置插入一根钢筋，待拆模后将试件两端采用打磨工具打磨光滑平整；

S2.试验装置的安装：

(1)剪切单元的安装：将混凝土圆柱形试件插入土样桶中心位置，并将试验用土分层填入土样桶中，击实备用；

(2)支架单元的安装：将支架单元固定于试验平台上，并将带孔土样桶固定在支架单元顶部，土样桶底部孔和支架单元顶部孔相对应，混凝土圆柱形试件底部穿过支架单元顶部孔；

(3)加载单元的安装：将加载支架固定于试验平台上，加载传力支座放入土样桶中土体顶面，通过加载盘进行加载，利用加载支架、加载钢珠和加载传力支座，对土样桶中土体施加竖向压力，加载传力支座底板孔、土样桶底部孔和支架单元顶板孔的中心点在同一个竖直线上；

(4)测量单元的安装：将升降器固定在支架单元底部，所述升降器的升降头与量力钢环相对应，用钢环定位支架将量力钢环竖直定位，确保量力钢环、升降器、混凝土试件、百分表表轴在同一条竖直线上；

S3.剪切试验：通过测量单元中的升降器的伸长，使量力钢环产生变形，并使混凝土试件出现向上的位移，记录不同时刻百分表读数，并根据量力环的应力系数，确定界面剪应力大小，同步绘制剪应力-位移曲线。