[发明专利]一种用于冰碛物动态性能测试的土体剪切装置

说明书

本发明公开了一种用于冰碛物动态性能测试的土体剪切装置，属于岩土体力学试验技术领域。一种用于冰碛物动态性能测试的土体剪切装置，包括：反力框架、支撑组件、压紧组件、多向加荷组件及温控装置。本发明的反力框架上滑动设置有支撑组件，试件位于支撑组件和压紧组件之间，Z向加荷件位于压紧组件的顶面，通过压紧组件向试件施加荷载，X向加荷件和Y向加荷件分别与支撑组件的侧面接触，从而向支撑组件施加荷载，从而使得试件同时承受法向和水平方向的剪切荷载，加载条件与实际工程场地所受到的地震作用更为接近，剪应力可以直接施加，且所产生的剪应变可以直接测量，从而解决现有不方便对冰碛物进行动态性能测试的问题。

技术领域

本发明涉及岩土体力学试验技术领域，具体涉及一种用于冰碛物动态性能测试的土体剪切装置。

背景技术

在自然环境十分复杂的西部艰险山区，陆地交通基础设施具有巨大需求和发展空间的同时，也面临着来自恶劣环境更为严峻的技术挑战和安全考验。在建的川藏铁路、沪昆高铁、成贵高铁等，已拉开了在西部艰险山区建造高速铁路的帷幕。

冰碛物是冰川运动过程中携带的大量岩土碎屑物质，因冰川消融而沉积形成的含漂砾、块石、碎石、砾石、粉土、粘土的宽级配混杂堆积体，是一种特殊的岩土材料。在川藏高原地区，冰碛物的物理力学性质、岩土材料可用性及其与地质灾害发育的关联性，对川藏公路的运营管理和拟建川藏铁路、川藏高速公路的规划选线提出了新的问题。

因此，对该地区冰碛物的岩土力学性能及地震荷载作用下冰碛物的动态力学性能进行研究极为关键。

通过土工测试仪器模拟土体(冰碛物)的天然应力状态，进而研究土体 (冰碛物)在实际荷载条件下的强度及变形特性，是指导并解决实际工程问题的重要依据。目前，土动力学特性测试方面的仪器主要有动三轴仪、动扭剪仪和动单剪仪等仪器。拟动荷作用，无法模拟主应力轴旋转；动扭剪仪则是在空心圆柱形试样上同时施加竖向荷载和水平向往复扭剪作用，可以用于研究复杂应力条件下土(冰碛物)的本构关系，但存在空心圆柱试样难于成样和剪应变不均匀等缺点；动单剪仪可对试样同时施加竖向与水平向剪切荷载，其加载条件与实际工程场地所受到的地震作用更为接近，剪应力可以直接施加，且所产生的剪应变可以直接量测。动单剪仪在模拟地震作用方面具有其他仪器所不具备的显著优点。因此，现有技术中存在不方便对冰碛物进行动态性能测试的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于冰碛物动态性能测试的土体剪切装置，以解决现有不方便对冰碛物进行动态性能测试的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于冰碛物动态性能测试的土体剪切装置，包括：反力框架、支撑组件、压紧组件、多向加荷组件以及温控装置；

支撑组件滑动设置在反力框架上，支撑组件的上方放置有试件，压紧组件与试件的顶面接触；

多向加荷组包括：与所述紧组件顶面接触的Z向加荷件以及分别与支撑组件接触的Y向加荷件和Z向加荷件，X向加荷件的延伸方向与Y向加荷件的延伸方向相垂直。

本发明的反力框架上滑动设置有支撑组件，试件位于支撑组件和压紧组件之间，Z向加荷件位于压紧组件的顶面，通过压紧组件向试件施加荷载，X 向加荷件和Y向加荷件分别与支撑组件的侧面接触，从而向支撑组件施加荷载，从而使得试件同时承受法向和水平方向的剪切荷载，加载条件与实际工程场地所受到的地震作用更为接近，剪应力可以直接施加，且所产生的剪应变可以直接测量，从而解决现有不方便对冰碛物进行动态性能测试的问题。

进一步地，上述支撑组件和压紧组件之间设置有刚性约束环，刚性约束环套设在试件外侧。

本发明通过设置刚性约束环对试件的横截面进行刚性限位，使得试件在试验过程中保持横截面不变，从而避免横截面变化而产生试验误差。