[发明专利]一种滨海相软黏土浆-土界面剪切参数测量仪及测量方法

说明书

本发明涉及试验仪器技术领域，特别是涉及一种滨海相软黏土浆‑土界面剪切参数测量仪及测量方法，包括可沿支撑板滑动的剪切仓、剪切动力系统、数据测量系统和控制系统；所述剪切仓具有可变尺寸的内腔，所述内腔用于容纳待测试试样，所述剪切仓包括可相对滑动的固定部和平移部，所述固定部位于平移部的上方且固定部和平移部的接触面水平设置。本发明能够解决传统剪切仪只能粗略测量界面宏观抗剪强度，需要手动加载、记录的问题。

技术领域

本发明属于试验仪器技术领域，具体涉及一种滨海相软黏土浆-土界面剪切 参数测量仪及测量方法。

背景技术

我国大陆海岸线长达1.8万公里，位居世界第四位，滨海海洋工程构筑物建 设正大规模开展，但其下覆地基常发育有较厚的软黏土层(最深可达十几米)， 受沉积环境和组成成分等因素的影响，滨海软黏土具有强度弱、含水率高、渗透 性低、压缩性强和稳定性差等显著特点，若不能实施有效的加固处理，将会诱发 上部结构出现沉降、倾斜、甚至整体失稳破坏等严重问题，给构筑物安全造成严 重威胁。

实践证明，注浆方法通过提高软弱介质的抗渗性和承载能力，可以成为加固 滨海相软黏土的有效手段。由于注浆过程涉及被注软黏土和注入浆液结石体两种 材料组成的复合体，这决定了必然会存在两种材料物理力学性质的渐进变异区， 即浆-土界面，界面的物理力学性能特别是剪切性能在很大程度上决定了复合体 的强度，有关浆-土界面剪切性能的研究目前已经成为了热点。

对于浆-土界面剪切性能的试验研究主要借助剪切仪实现，而传统剪切仪只 能粗略测量界面宏观抗剪强度，且试验过程需要手动加载、手动记录，导致效率 低、误差大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种滨海相软黏土浆-土界面剪切参 数测量仪，能够解决传统剪切仪只能粗略测量界面宏观抗剪强度，需要手动加载、 记录的问题。

本发明采用下述技术方案：一种滨海相软黏土浆-土界面剪切参数测量仪， 包括可沿支撑板滑动的剪切仓、剪切动力系统、数据测量系统和控制系统。

所述剪切仓具有可变尺寸的内腔，所述内腔用于容纳待测试试样，所述剪切 仓包括可相对滑动的固定部和平移部，所述固定部位于平移部的上方且固定部和 平移部的接触面水平设置；

采用可变尺寸的内腔，剪切仓可以测量不同尺寸规格的待测试样，使用者能 够通过多组交叉试验来获得待测试样浆-土分界面的剪切性能，能够降低误差。

所述剪切动力系统包括与支架固定连接的剪力驱动部及应力施加部，所述剪 力驱动部用于驱动平移部沿支撑板的水平滑动，所述应力施加部与支撑板连接并 向支撑板施加竖直向下的压力；

采用剪力驱动部驱动平移部，能够采用自动的方式实现剪切仓剪切动力的加 载，避免人手动加载剪切力造成的操作繁琐及精度低的情况。

所述数据测量系统包括剪切应力传感器、剪切位移传感器及竖向位移传感器， 所述剪切位移传感器设置于平移部远离剪力驱动部的一侧并用于检测平移部的 位移，所述剪切应力传感器设置于固定部远离剪力驱动部的一侧并用于检测待测 试样受到的剪力；所述竖向位移传感器用于检测待测试样在竖直方向的位移；

采用多个传感器同时检测待测试样在受到剪切应力及竖向应力情况下的变 形情况，能够根据传感器的数据分析待测试样浆-土分界面的剪切性能。

所述控制系统用于读取数据测量系统采集的数据并用于控制剪力驱动部的 运动速度。

通过控制系统设定驱动部的运动速度能够实现待测试样的定量、定速加载， 避免因为手动加载的不精确造成浆-土界面性能参数的测量误差以及试验效率的 低下。