[发明专利]一种膨胀土直剪试验装置及抗剪强度测量方法

权利要求书

1.一种膨胀土抗剪强度测量方法，是采用膨胀土直剪试验装置进行测量，所述膨胀土直剪试验装置包括应变式直剪仪、加载板，其特征在于：所述加载板由下部圆柱体与上盖组成，所述上盖直径大于下部圆柱体的直径，在下部圆柱体柱身与上盖下底面之间构成一定位凸台，使加载板的横截面呈“T”形结构；所述加载板的下部圆柱体直径与应变式直剪仪的剪切盒内径相同，加载板的上盖直径大于应变式直剪仪的剪切盒内径；在下部圆柱体上还套装有一限位卡环；

测量方法包括下述步骤：

第一步：试样制备

按公路土工试验规程JTG E40-2007中直剪试验规定，静压制备不少于四个干密度相同但饱和度不同的压实试样；

第二步：上覆荷载测量

制样完成后，将压实试样放入剪切盒中，在压实试样上下各放置1块透水石，将加载板利用限位卡环卡装在剪切盒上，所述限位卡环控制加载板底面与压实样试顶部透水石实现无间隙接触但不对压实试样施加荷载；设于其下部圆柱体凹槽中的压力传感器与设于上透水石上表面的垫片接触，对加载板施加大于压实试样最大竖向膨胀力的荷载；然后，向剪切盒注水，直至压力传感器读数稳定，读取压力传感器的读数；

第三步：慢剪

将第二步得到的压力传感器读数作为上覆荷载，施加在加载板上，并卸除限位卡环；按公路土工试验规程JTG E40-2007的规定进行直剪试验，剪切结束，获得压实试样的极限抗剪强度，同时测定剪切后压实试样的含水率；按JTG E40-2007的规定进行数据处理，得到膨胀土的有效黏聚力和有效内摩擦角。

2.根据权利要求1所述的一种膨胀土抗剪强度测量方法，其特征在于：所述加载板下部圆柱体上设有延伸至底面的凹槽，凹槽中设置有压力传感器，压力传感器与数据采集装置电连接；数据采集装置的输入端分别连接压力传感器、竖向位移计，输出端与外设电脑电连接。

3.根据权利要求1所述的一种膨胀土抗剪强度测量方法，其特征在于：静压制样时，压实试样的干密度在试验膨胀土的最大干密度与膨胀饱和干密度范围内选择，压实试样的含水率按试验膨胀土饱和度50%~95%确定的。

4.根据权利要求1所述的一种膨胀土抗剪强度测量方法，其特征在于：压实试样浸水饱和过程，竖向膨胀力采用恒体积法量测。

5.根据权利要求3-4任意一项所述的一种膨胀土抗剪强度测量方法，其特征在于：施加荷载时压实试样不会被压缩，直剪试验中，对不同初始饱和度的压实试样施加等同于压实试样竖向膨胀力大小的上覆荷载，饱和过程压实试样不会发生膨胀，直剪前各个压实试样干密度与土体结构保持不变。