[发明专利]一种用于重塑加锚土试件的直剪试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于重塑加锚土试件的直剪试验装置及方法，它解决了现有技术中无法制备重塑加锚土试件的问题，并可利用此装置及方法研究与加锚土相关的科学问题，具有操作简单、装置可拆卸、可重复使用、使用寿命长且可批量生产、使试验效率大大提高的效果；其技术方案为：包括剪切盒、锚杆模型组件和加压装置，剪切盒用于承载土样，包括扣合在一起的上盒和下盒；锚杆模型组件设于剪切盒内部，包括用于模拟锚杆的螺杆、与螺杆一端可拆卸连接的承压板，与螺杆另一端可拆卸连接的安装板；所述螺杆能够呈多种角度安装于承压板与安装板之间；加压装置包括设于上盒顶部的加压缸盖、设于下盒底部的动力装置，所述加压缸盖与动力装置之间固定有调节支撑机构；动力装置能够使加压缸盖将承压板压入土样中。

技术领域

本发明涉及土工试验技术领域，尤其涉及一种用于重塑加锚土试件的直剪试验装置及方法。

背景技术

基坑、边坡等工程施工过程中，为保证土质边坡的稳定，经常在边坡中打入土层锚杆，土与锚杆结合形成加锚土，加锚土的力学特性与纯土相比有很大差异，研究加锚土的力学特性对防治边坡失稳有很强的指导意义。受地形、地质、施工条件等影响，现场研究加锚土存在一定难度，因此利用相关的模型试验是研究加锚土的重要方式之一。通过在实验室制作等比例缩小含螺杆(模拟锚杆)的土试件模型，就可以在实验室模拟实际工程的工况，再通过直剪试验，可以方便地研究与加锚土相关的课题。

发明人在研究中发现，现有直剪试验装置只能用于重塑纯土试件，无法用于重塑加锚土试件，这严重阻碍了加锚土领域理论成果的发展。目前，制约制备重塑加锚土试件的两大关键问题：1)先预制重塑纯土试件，后插螺杆法导致重塑加锚土试件出现较多裂隙，内部结构松散的问题；2)操作步骤繁琐，无法在剪切盒内制备重塑加锚土试件的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的第一目的是提供了一种用于重塑加锚土试件的直剪试验装置，具有操作简单、装置可拆卸、可重复使用、使用寿命长且可批量生产、使试验效率大大提高的效果。

本发明的第二目的是提供一种用于重塑加锚土试件的直剪方法，可以根据试验要求自行调整螺杆的数量、角度，从而模拟实际边坡工程的工况。

本发明采用下述技术方案：

一种用于重塑加锚土试件的直剪试验装置，包括：

剪切盒，用于承载土样，包括扣合在一起的上盒和下盒；

锚杆模型组件，设于剪切盒内部，包括用于模拟锚杆的螺杆、与螺杆一端可拆卸连接的承压板，与螺杆另一端可拆卸连接的安装板；所述螺杆能够呈多种角度安装于承压板与安装板之间；

加压装置，包括设于上盒顶部的加压缸盖、设于下盒底部的动力装置，所述加压缸盖与动力装置之间固定有调节支撑机构；动力装置能够使加压缸盖将承压板压入土样中。

进一步的，所述承压板纵向开设多个凹槽，凹槽下侧设有通孔；所述支撑板上开设若干螺纹孔，所述螺杆连接于通孔与螺纹孔之间。

进一步的，所述螺杆一端穿过通孔与凹槽内的第一螺母相连，螺杆另一端与螺纹孔相连；且具有不同折弯角度的螺杆对应于不同位置的螺纹孔。

进一步的，所述调节支撑机构包括位于加压缸盖上方的安装板、支撑于动力装置底部的底座，所述安装板与底座之间通过多个均匀分布的支杆相连。

进一步的，所述支杆一端与底座固定，另一端通过第二螺母与安装板相连。

进一步的，所述底座中心位置设有用于固定动力装置的安装槽。

进一步的，所述动力装置为液压千斤顶。

进一步的，所述加压缸盖为空心结构。

一种用于重塑加锚土试件的直剪方法，采用所述的试验装置，包括以下步骤：