[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

说明书

本发明涉及一种非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置与测试方法，其中，一种非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置，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。本发明的非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置，在使用的时候，先对上箱体进行填土，通过竖向加载机构对填土施加竖向载荷，然后通过横向加载机构对下箱体进行横向加载，并在剪切过程中利用吸力传感器测试吸力大小，使用非常的方便。

技术领域

本发明涉及建筑领域，特别涉及一种非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置与测试方法。

背景技术

在土木建筑及岩土工程领域，非饱和土层中结构受力变形涉及非饱和土与结构界面剪切作用问题，为分析非饱和土与结构界面处基质吸力对界面剪切力学行为的影响，获得基质吸力对界面剪切强度的贡献，支撑科学研究及工程实践，在非饱和土与结构界面剪切过程中进行基质吸力量测是一项重要的试验测试项目。目前，土与结构界面剪切相关试验尚缺乏合适的测试装置和方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置与测试方法。

一种非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，所述筒状容置腔的长和宽均小于结构板的对应长和宽。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

利用所述非饱和土与结构界面剪切基质吸力测试装置的测试方法，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；