[发明专利]非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置与测试方法

权利要求书

1.一种非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置，其特征在于:包括支撑架、设于支撑架上部的竖向加载机构、设于支撑架中部的剪切试验箱、设于支撑架右侧的横向加载机构、设于剪切试验箱底部的横向移动轨道机构以及设于剪切试验箱左侧的定位机构，所述剪切试验箱包括上箱体和下箱体，上箱体具有上下开口的筒状容置腔，下箱体底部固设多个套筒且套筒的底部与下箱体外部连通，下箱体内设有上表面与下箱体上沿平齐的结构板，结构板上与套管对应的位置具有插孔，套筒上端插设在结构板的插孔中且套筒上端与结构板上表面平齐，套筒的顶部设置用于测试剪切面吸力的吸力传感器，吸力传感器的顶部与结构板顶部平齐，所述横向加载机构的输出端与下箱体右侧连接，所述定位机构与上箱体左侧相连，所述套筒的上部和下部均设有定位凸沿，上部的定位凸沿上方的套筒上还套设密封圈。

2.根据权利要求1所述的一种非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置，其特征在于: 所述支撑架包括多个立柱、设于立柱上部的横梁以及设于立柱下部的水平架，所述竖向加载机构为至少一个固设在横梁上的第一液压推杆，第一液压推杆的下端通过第一压力传感器与加载板加载配合，所述横向加载机构包括第二液压推杆、推杆固定机构以及用于与下箱体连接的推杆连接结构。

3.根据权利要求2所述的一种非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置，其特征在于: 所述推杆固定机构包括固定在支撑架右侧的导向板，导向板的中部具有长孔，且导向板前后两侧均设有滑轨，滑轨上滑动设置C形滑板，滑板上穿设固定第二液压推杆，第二液压推杆的输出轴穿过长孔，所述推杆连接结构包括推杆输出轴、通过第二压力传感器与推杆输出轴连接的连接轴、设于连接轴端部的上下两个平行设置平板、设于下箱体右侧的水平连接板以及连接销轴。

4.根据权利要求1所述的一种非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置，其特征在于:所述定位机构包括固设在支撑架左侧的定位板以及旋设在定位板上或者通过螺母固定在定位板上的螺杆，螺杆的右端固设挡板用于与上箱体顶压定位配合。

5.根据权利要求1所述的一种非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置，其特征在于:所述筒状容置腔的长和宽均小于结构板的对应长和宽。

6.根据权利要求1所述的一种非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置，其特征在于: 所述横向移动轨道机构包括横向轨道和设于下箱体的下表面的横向滑块。

7.根据权利要求1所述的一种非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置，其特征在于: 还包括沿前后方向设置的纵向移动轨道机构，纵向移动轨道机构包括纵向轨道和纵向轨道上的纵向滑块，横向轨道设置在纵向滑块上，纵向轨道设置在水平架上。

8.根据权利要求1所述的一种非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置，其特征在于: 所述下箱体的底板上还旋设至少三个调平螺栓，所述结构板的底部具有与调平螺栓配合的凹槽。

9.利用权利要求1-8任意一项所述的非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置的测试方法，其特征在于包括以下步骤:

1)对上箱体进行填土，然后通过左侧定位机构对上箱体进行定位，接着通过竖向加载机构对填土施加载荷，直至符合设定条件；

2)通过横向加载机构对下箱体进行横向加载，推动下箱体横向移动，实现土体与结构板上表面的水平剪切过程，剪切速率控制在0.05毫米每分钟，并在剪切过程中利用吸力传感器测试吸力大小。