一種豎向直接剪切試驗(yàn)裝置，包括底座、注水管和排水管，在底座上設(shè)壓力室，在壓力室上設(shè)剪切室上蓋，在壓力室內(nèi)設(shè)橡皮膜套，橡皮膜套下端設(shè)在底座上且橡皮膜套的下端與底座密封連接，在橡皮膜套內(nèi)設(shè)有上、下剪切盒，上剪、下剪切盒分別位于橡皮膜套的上、下端，并由橡皮膜套、上、下剪切盒圍成試樣腔，上剪、下剪切盒采用剪切組件，剪切組件包括基底，在基底分別設(shè)有剪切塊和變形塊，剪切塊的與變形塊相對的平面和試樣的剪切面共面，在剪切塊的與變形塊相對的平面上設(shè)有水槽，水槽向基底延伸并貫通基底，形成通水孔，注水管與上剪切盒中的通水孔連接，排水管與下剪切盒中的通水孔連接，在上剪切盒上設(shè)有頂帽，在頂帽設(shè)有豎向加載軸。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及巖土力學(xué)、巖土工程領(lǐng)域的試驗(yàn)與測試部分，具體涉及一種豎向直接剪切試驗(yàn)裝置，適用于具有膠結(jié)強(qiáng)度的均質(zhì)土試樣、土石混合體試樣的巖土基本力學(xué)參數(shù)的測試以及滑面滲水作用下的巖土力學(xué)參數(shù)的測試，尤其是可實(shí)現(xiàn)滲水條件下試樣剪切面強(qiáng)度指標(biāo)的測試；此外，亦可用于巖石、混凝土的裂隙面滲流測試。
技術(shù)介紹
巖土工程領(lǐng)域中，巖土體的剪切破壞是一種常見的破壞形式，而在剪切面形成后，剪切面的強(qiáng)度指標(biāo)及力學(xué)特性則是計(jì)算穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。直接剪切試驗(yàn)是獲取巖土基本力學(xué)參數(shù)的主要技術(shù)手段與方法。實(shí)踐中，當(dāng)巖土介質(zhì)具有一定的膠結(jié)強(qiáng)度時(shí)，巖體本身滲透性較小，當(dāng)巖土體中有剪切面形成時(shí)，水的存在對剪切面強(qiáng)度弱化作用則十分明顯，因此，剪切面上水的滲透影響下的巖土體抗剪強(qiáng)度對巖土體穩(wěn)定性至關(guān)重要。但常見的巖土直接剪切試驗(yàn)均為水平向施加剪切力，垂直向施加正應(yīng)力，且由于自重作用難以考慮剪切面滲水作用。如果采用浸水飽和試件進(jìn)行剪切，則巖體介質(zhì)的力學(xué)性能又均發(fā)生變化，不能僅反映滑面滲水作用的影響。特別地，由顆粒介質(zhì)膠結(jié)而成的土石混合介質(zhì),顆粒差異性、剪切面的復(fù)雜性對剪切面抗剪強(qiáng)度影響較大，現(xiàn)行試驗(yàn)規(guī)程中對該類介質(zhì)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)尚無規(guī)定，因此，研制考慮滑面滲透性的直接剪切試驗(yàn)方法有較好的工程實(shí)踐價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種豎向直接剪切試驗(yàn)裝置，本專利技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)考慮試樣剪切面上存在滲透水的抗剪強(qiáng)度的測試。本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案一種豎向直接剪切試驗(yàn)裝置，包括底座、注水管和排水管，在底座上設(shè)有壓力室，在壓力室上設(shè)有剪切室上蓋，在壓力室內(nèi)設(shè)有橡皮膜套，橡皮膜套的下端設(shè)在底座上且橡皮膜套的下端與底座密封連接，在橡皮膜套內(nèi)設(shè)有上剪切盒和下剪切盒，上剪切盒和下剪切盒分別位于橡皮膜套的上、下端,并由橡皮膜套、上剪切盒和下剪切盒圍成試樣腔,上剪切盒和下剪切盒采用剪切組件，所述剪切組件包括基底，在基底分別設(shè)有剪切塊和變形塊，并且，剪切塊的與變形塊相對的平面和試樣的剪切面共面，在剪切塊的與變形塊相對的平面上設(shè)有水槽，所述水槽向基底延伸并貫通基底，形成通水孔，所述注水管與上剪切盒中的通水孔連接，所述排水管與下剪切盒中的通水孔連接，在上剪切盒上設(shè)有頂帽，在頂帽設(shè)有豎向加載軸且豎向加載軸延伸穿過上蓋，在壓力室與橡皮膜套之間充有壓力油。本專利技術(shù)可以進(jìn)一步采用以下技術(shù)措施豎向直接剪切試驗(yàn)裝置所述變形塊由泡沫塊和阻止試樣腔內(nèi)試驗(yàn)試樣嵌入泡沫塊中的剛襯墊組合而成，所述剛襯墊設(shè)在變形塊的臨腔面?zhèn)取ＸQ向直接剪切試驗(yàn)裝置在壓力室上連接有用于提供滲流水的注水系統(tǒng)和測量滲流量的排水系統(tǒng)以及用于保持壓力室壓力的伺服系統(tǒng)。與現(xiàn)有直接剪切試驗(yàn)相比，該裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)本專利技術(shù)核心是在常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)設(shè)備上增添一套特殊裝置，使原三軸試驗(yàn)軸向力轉(zhuǎn)化為剪切力，圍壓轉(zhuǎn)化為剪切試驗(yàn)正壓力，從而實(shí)現(xiàn)了試樣豎直向的直接剪切試驗(yàn)功能；同時(shí)，通過在該裝置中設(shè)置通水孔實(shí)現(xiàn)了剪切面上滲流水的施加，可測試滲流水對介質(zhì)抗剪強(qiáng)度的影響，亦可用于巖石、混凝土的裂隙面滲流測試。(I)該剪切裝置中剪切塊和變形塊剛度的差異性使原三軸試驗(yàn)軸向力轉(zhuǎn)化為剪切力，伺服圍壓轉(zhuǎn)化為剪切試驗(yàn)正壓力，實(shí)現(xiàn)了試樣豎直向的直接剪切試驗(yàn)功能，且剪切加載、正壓力、滲流水施加方便；(2)該裝置中預(yù)設(shè)處于剪切面內(nèi)的通水孔和水槽實(shí)現(xiàn)了考慮試樣剪切面上存在滲透水的抗剪強(qiáng)度的測試，克服了水平向剪切試驗(yàn)中試樣含水因自重作用保水性差的缺陷； (3)該裝置可用于測量具有膠結(jié)強(qiáng)度的均質(zhì)土、土石混合體的巖土基本力學(xué)參數(shù)，亦可用于巖石、混凝土裂隙面的滲流測試；(4)該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，制作方便。附圖說明圖I是豎向剪切裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是上剪切盒組成示意圖；圖3是下剪切盒組成示意圖；圖4是上剪切盒主視圖；圖5是上剪切盒左視圖；圖6是上剪切盒右視圖；圖7是假三軸上剪切盒俯視圖；圖8真三軸上剪切盒俯視圖；圖9是下剪切盒主視圖；圖10是下剪切盒左視圖；圖11是下剪切盒右視圖；圖12是假三軸下剪切盒俯視圖；圖13是真三軸下剪切盒俯視圖。圖中10—三軸試驗(yàn)壓力室，11—豎向加載軸，12—上蓋，13—頂帽，14 一剛性卡環(huán)，15—橡皮膜，16—試樣腔，17—注水管，18—排水管，19一底座，20A—上剪切盒和20B—下剪切盒；20—剪切系統(tǒng)，20A—上剪切盒，201—基底，2011—剪切快，20III—變形塊，201—通水孔，202—水槽，203—泡沫塊,204一剛襯塾，20B—下剪切盒，同上剪切盒；30—注水系統(tǒng)；40—排水系統(tǒng)；50一伺服系統(tǒng)。具體實(shí)施例方式一種豎向直接剪切試驗(yàn)裝置，包括底座19、注水管17和排水管18，在底座19上設(shè)有壓力室10，在壓力室10上設(shè)有剪切室上蓋12，在壓力室10內(nèi)設(shè)有橡皮膜套15，橡皮膜套15的下端設(shè)在底座19上且橡皮膜套15的下端與底座19密封連接，在橡皮膜套15內(nèi)設(shè)有上剪切盒20A和下剪切盒20B，上剪切盒20A和下剪切盒20B分別位于橡皮膜套15的上、下端，并由橡皮膜套15、上剪切盒20A和下剪切盒20B圍成試樣腔16，上剪切盒20A和下剪切盒20B采用剪切組件，所述剪切組件包括基底201，在基底201分別設(shè)有剪切塊2011和變形塊20111，并且，剪切塊2011的與變形塊20III相對的平面和試樣的剪切面共面，在剪切塊20II的與變形塊20III相對的平面上設(shè)有水槽202，所述水槽202向基底201延伸·并貫通基底201，形成通水孔201，所述注水管17與上剪切盒20A中的通水孔201連接，所述排水管18與下剪切盒20B中的通水孔201連接，在上剪切盒20A上設(shè)有頂帽13，在頂帽13設(shè)有豎向加載軸11且豎向加載軸11延伸穿過上蓋12，在壓力室10與橡皮膜套15之間充有壓力油。在本實(shí)施例中，所述變形塊20III由泡沫塊203和阻止試樣腔16內(nèi)試驗(yàn)試樣嵌入泡沫塊203中的剛襯墊204組合而成，所述剛襯墊204設(shè)在變形塊20III的臨腔面?zhèn)龋辉趬毫κ?0上連接有用于提供滲流水的注水系統(tǒng)30、測量滲流量的排水系統(tǒng)40以及用于保持壓力室10壓力的伺服系統(tǒng)50。下面參照附圖，對本專利技術(shù)作出更為詳細(xì)的說明I.總體如圖I所示，該豎向直接剪切試驗(yàn)裝置，包括底座19、注水管17和排水管18，在底座19上設(shè)有壓力室10，在壓力室10上設(shè)有剪切室上蓋12，其特征在于，在壓力室10內(nèi)設(shè)有橡皮膜套15，橡皮膜套15的下端設(shè)在底座19上且橡皮膜套15的下端與底座19密封連接，在橡皮膜套15內(nèi)設(shè)有上剪切盒20A和下剪切盒20B，上剪切盒20A和下剪切盒20B分別位于橡皮膜套15的上、下端，并由橡皮膜套15、上剪切盒20A和下剪切盒20B圍成試樣腔16，上剪切盒20A和下剪切盒20B采用剪切組件，所述剪切組件包括基底201，在基底201分別設(shè)有剪切塊20II和變形塊20111，并且，剪切塊20II的與變形塊20III相對的平面和試樣的剪切面共面，在剪切塊2011的與變形塊20III相對的平面上設(shè)有水槽202，所述水槽202向基底201延伸并貫通基底201，形成通水孔201，所述注水管17與上剪切盒20A中的通水孔201連接，所述排水管18與下剪切盒20B中的通水孔201連接，在上剪切盒20A上設(shè)有頂帽13，在頂帽13設(shè)有豎向加載軸11且豎向加載軸11延伸穿過上蓋12，在壓力室10與本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種豎向直接剪切試驗(yàn)裝置，包括：底座（19）、注水管（17）和排水管（18），在底座（19）上設(shè)有壓力室（10），在壓力室（10）上設(shè)有剪切室上蓋（12），其特征在于，在壓力室（10）內(nèi)設(shè)有橡皮膜套（15），橡皮膜套（15）的下端設(shè)在底座（19）上且橡皮膜套（15）的下端與底座（19）密封連接，在橡皮膜套（15）內(nèi)設(shè)有上剪切盒（20A）和下剪切盒（20B），上剪切盒（20A）和下剪切盒（20B）分別位于橡皮膜套（15）的上、下端，并由橡皮膜套（15）、上剪切盒（20A）和下剪切盒（20B）圍成試樣腔（16），上剪切盒（20A）和下剪切盒（20B）采用剪切組件，所述剪切組件包括基底（20I），在基底（20I）分別設(shè)有剪切塊（20II）和變形塊（20III），并且，剪切塊（20II）的與變形塊（20III）相對的平面和試樣的剪切面共面，在剪切塊（20II）的與變形塊（20III）相對的平面上設(shè)有水槽（202），所述水槽（202）向基底（20I）延伸并貫通基底（20I），形成通水孔（201），所述注水管（17）與上剪切盒（20A）中的通水孔（201）連接，所述排水管（18）與下剪切盒（20B）中的通水孔（201）連接，在上剪切盒（20A）上設(shè)有頂帽（13），在頂帽（13）設(shè)有豎向加載軸（11）且豎向加載軸（11）延伸穿過上蓋（12），在壓力室（10）與橡皮膜套（15）之間充有壓力油。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種豎向直接剪切試驗(yàn)裝置，包括底座(19)、注水管(17)和排水管(18)，在底座(19)上設(shè)有壓力室(10)，在壓力室(10)上設(shè)有剪切室上蓋(12)，其特征在于，在壓力室(10 )內(nèi)設(shè)有橡皮膜套(15 )，橡皮膜套(15 )的下端設(shè)在底座(19 )上且橡皮膜套(15 )的下端與底座(19)密封連接，在橡皮膜套(15)內(nèi)設(shè)有上剪切盒(20A)和下剪切盒(20B)，上剪切盒(20A)和下剪切盒(20B )分別位于橡皮膜套(15 )的上、下端，并由橡皮膜套(15 )、上剪切盒(20A)和下剪切盒(20B)圍成試樣腔(16)，上剪切盒(20A)和下剪切盒(20B)采用剪切組件，所述剪切組件包括基底(201 )，在基底(201)分別設(shè)有剪切塊(2011)和變形塊(20111 )，并且，剪切塊(2011)的與變形塊(20III)相對的平面和試樣的剪切面共面，在剪切塊(2011)的與變形塊(20III)相對的平面上設(shè)有水...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：石崇，徐衛(wèi)亞，王盛年，王海禮，張玉龍，
申請(專利權(quán))人：河海大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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