[发明专利]干湿循环试验的直剪试样装置及其使用方法

说明书

本发明公开了干湿循环试验的直剪试样装置及其使用方法，所述装置包括设于试验台上的水槽，水槽内底部设有透水材料板，透水材料板内嵌入试样下盒，试样下盒上对应设置试样上盒，通过销钉固定，试样上盒与试验台之间设有量力环，通过连杆连通；试验台上设有直剪传动装置，并通过传力杆与水槽相连；试样上盒上方外接气压加载装置，并通过反力架和水平定向滑轮A固定于试验台上；气压加载装置上方设有模拟加热干燥装置，并通过立柱固定于试验台上。本发明通过干湿循环系统模拟土体在受荷条件下的干湿循环过程，干湿循环结束后可直接进行直剪试验，无需拆样，有效避免拆样(加卸载)对土样的扰动。

技术领域

本发明属于岩土工程试验仪器设备技术领域，涉及一种岩土工程试验装置，具体为干湿循环试验的直剪试样装置及其使用方法。

背景技术

我国南方地区每到梅雨季节就会大规模降雨，梅雨季节雨后水分快速蒸发。降雨与水分快速蒸发时常交替发生，导致土体含水率发生反复变动。干湿交替作用造成土体强度降低，导致滑坡等自然灾害，对我国南方地区造成巨大经济损失和人员伤亡。因此需要对土体在干湿循环条件下的力学特性变化规律进行研究，为滑坡等自然灾害的防治提供理论依据。

目前在室内模拟有荷条件下土体的干湿循环过程主要有两种方法：第一种是利用非饱和土三轴仪通过增大-减小土体内部的吸力模拟干湿循环过程，该方法干湿循环试验周期长，设备复杂，试验过程相对繁琐，且通过增大-减小土体内部的吸力模拟干湿循环过程相对缓和，与地表土体的实际干湿交替过程存在一定差异；第二种方法是通过有荷条件下的干湿循环试验设备对土体进行干湿循环，完成预定次数干湿循环试验后进行卸载并将试样转移到三轴仪或直剪仪上进行剪切试验，卸载再加载过程对试样产生较大扰动，导致干湿循环试验结果不准确或失真。因此，研制干湿循环和剪切一体的试验装置，对准确评判土体的干湿循环稳定性具有重要的意义。

发明内容

解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，解决土体有荷载条件下的干湿循环，并能够实现在不拆卸试样的情况下对干湿循环试样进行直剪的试验装置，本发明提供了干湿循环试验的直剪试样装置及其使用方法。

技术方案：干湿循环试验的直剪试样装置，所述装置包括设于试验台上的水槽，水槽内底部设有透水材料板，透水材料板内嵌入试样下盒，试样下盒上对应设置试样上盒，通过销钉固定，试样上盒与试验台之间设有量力环，通过连杆连通；试验台上设有直剪传动装置，并通过传力杆与水槽相连；试样上盒上方外接气压加载装置，并通过反力架和水平定向滑轮A固定于试验台上；气压加载装置上方设有模拟加热干燥装置，并通过立柱固定于试验台上。

优选的，所述水槽由底座和两块槽形板拼接而成，底座为一整体方形槽，槽形板上下开设螺栓孔，二者之间设有密封圈，并通过螺栓A固定连接；两块槽形板之间通过凹凸连接，之间设有密封条，并通过螺栓B固定。

优选的，试样上盒上以其中心点为圆心环向等间距分布4根竖向导向杆，竖向导向杆环向净距与试样上盒内径相同。

优选的，气压加载装置的压力腔内设有活塞，活塞上连有传压板，压力腔外部设有压力表，压力腔通过导管与空气压缩机相连，并通过调压阀调控；压力腔内径与试样上盒相同。

优选的，所述传压板上设有变形量测装置。

优选的，所述模拟加热干燥装置通过横杆架设于气压加载装置上方，横杆经升降调节装置与立柱相连；模拟加热干燥装置上设有加热灯，并外接温度调节器。

优选的，环刀试样设于试样上盒和试样下盒形成的空腔内，环刀试样与传压板之间设有透水石。

优选的，水槽与试验台之间设有水平定向滑轮B。

优选的，水槽底部设有排水阀。

以上任一所述干湿循环试验的直剪试样装置的使用方法，包括以下步骤：

第1步、将两块槽形板通过螺栓B连接为一整体，之后通过螺栓A将其与水槽底座连接；