[发明专利]一种岩土体直接剪切试验装置及方法

说明书

本发明涉及一种岩土体直接剪切试验装置及方法，属于岩土工程领域。该装置包括剪切盒上下盘系统，而剪切盒上下盘系统包括剪切盒上下盘、剪切盒上盘顶面测位装置、剪切盒上下盘侧面测位装置和剪切盒下盘底面托盘；其中，剪切盒上下盘包括上下盘主体框架、上下盘活动型钢板、上下盘凹槽充填钢片、上盘“U型”把手、上下盘透明钢化玻璃和上下盘PVC塑料板，剪切盒上盘顶面测位装置包括位移测量平台、带孔钢块和顶面位移计固定钢杆，剪切盒上下盘侧面测位装置为侧面位移计固定钢杆，而剪切盒下盘底面托盘包括托盘方形钢板和托盘“U型”把手。采用本发明的装置及方法可与现有设备无障碍配套使用，具有可视化、活动型、结构紧凑、体积小设计优点。

技术领域

本发明属于岩土工程领域，涉及一种岩土体直接剪切试验装置及方法。

背景技术

通常情况下，岩土体沿结构面发生剪切破坏是导致诸如边坡、基坑和隧道工程等岩土工程产生失稳破坏的主要因素之一。特别地，客观地测定和探究岩土体抗剪强度参数和剪切损伤破坏特征等科学问题对于边坡工程建设具有重要的理论和现实意义。目前，一般通过室内或现场试验对上述问题进行研究，综合考虑试验费用、周期、难易程度、适用范围、设备性能和数据采集精度等条件，室内常采用直剪仪开展岩土体直接剪切试验。然而，传统型剪切盒绝大多数为不可调节的封闭非透明金属盒，且位移测量配套装置不成熟，其不利于实时地观察、监测和记录剪切过程中岩土体损伤破坏演化过程以及对剪切结构面几何尺寸进行直接性调节和精确测定岩土体位移，很大程度上约束了对岩土体剪切损伤破坏特征的直观性评价和进一步深入分析。鉴于此，有必要采用一种新型可视化活动型剪切盒装置及其试验方法，以期客观地测定岩土体抗剪强度参数和直观实时地观察、监测和记录岩土体剪切损伤破坏演化过程，进一步完善现有岩土工程试验技术领域中有关岩土体直接剪切试验的装置及方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种岩土体直接剪切试验装置及方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种岩土体直接剪切试验装置，包括剪切盒上盘系统C1和剪切盒下盘系统C2，其中，剪切盒上盘系统C1由剪切盒上盘、剪切盒上盘顶面测位装置和剪切盒上盘侧面测位装置组合而成，剪切盒下盘系统C2则由剪切盒下盘、剪切盒下盘底面托盘和剪切盒下盘侧面测位装置组合而成；

所述剪切盒上下盘是由高抗压强度的钢板、透明钢化玻璃和PVC塑料板通过焊接和镶嵌组合而成的可视化活动型内空长方体框架结构，长方体框架结构上下为敞口；包括上下盘主体框架C8和C13、上下盘活动型钢板C3和C9、上下盘凹槽充填钢片C4和C10、上盘“U型”把手C5、上下盘透明钢化玻璃C6和C11和上下盘PVC塑料板C7和C12。

可选的，所述上下盘主体框架C8和C13均由高抗压强度的钢板通过焊接组合而成，外框几何尺寸固定不变，内框宽度可调节；带有可用于镶嵌上下盘活动型钢板C3和C9、上下盘凹槽充填钢片C4和C10、上下盘透明钢化玻璃C6和C11以及上下盘PVC塑料板C7和C12的预制凹型槽和“U型”窗口，且上盘主体框架C8相较于下盘主体框架C13多焊接了一个上盘“U型”把手C5；

所述上下盘活动型钢板C3和C9是镶嵌在剪切盒上下盘左右侧内表面预制凹型槽内的可移动型钢制构件，能够通过移动上下盘活动型钢板C3和C9快速简单地调整岩土体剪切面几何尺寸；

所述上下盘凹槽充填钢片C4和C10是用于充填剪切盒上下盘左右侧内表面除上下盘活动型钢板C和C9镶嵌外的其他空留预制凹型槽的钢制构件。

可选的，所述上盘“U型”把手C5是焊接在剪切盒上盘顶面前后侧的钢制构件，用于使剪切盒上下盘沿其接触面快速分离，且更易于对其进行取放和搬运；

所述上下盘透明钢化玻璃C6和C11是镶嵌在剪切盒上下盘前侧预制“倒U型”窗口内的可视化活动型透明构件，且须采用胶结性极强的胶水使上下盘透明钢化玻璃C6和C11与“倒U型”窗口表面紧密地粘结成一体。