[实用新型]一种饱和岩土试样直剪试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土力学强度试验技术，尤其涉及一种饱和岩土试样直剪试验装置。具体地说，涉及到中小粒径碎石、裂隙土以及软岩的非饱和或饱和状态下力学强度的测试技术；采用本试验装置，可以方便地对黏性与非黏性岩土试样进行本装置内饱和后并开展饱和试样的直剪试验，同时还可方便地将本装置移至现场实时测试岩土的力学强度指标。

背景技术

岩土工程的失稳绝大多数是由于剪切破坏引起的，准确测定岩土体的抗剪强度参数在岩土工程建设中具有重要意义。岩土工程的失稳破坏都伴随着剪切位移的发展，因此，通过施加剪切力(或剪切位移)对岩土体进行试验的方法一直受到重视，其中，直剪试验由于其操作简便而受到普遍应用。

众所周知，水对土体力学性状尤其是强度影响非常大，工程与研究中均需测试土样的饱和状态下的力学性状。针对直剪试验根据土性不同采用不同的饱和方法，如针对砂砾试样主要采用淋滤浸泡对试样进行饱和，对于细粒土主要采用抽真空饱和方法进行试样饱和后将试样安装至剪切盒中进行试验。由于碎石土其保水性较差，通过淋水法对试样饱和无法准确控制饱和度，即使试样饱和后，土样孔隙中的水也会在重力作用下排出，而针对大型黏性裂隙土样的饱和采用抽真空饱和方法也因为试样尺寸过大而不能很好适用，即使是通过抽真空饱和后试样的安装也存在诸多困难，目前还未有较好的解决办法。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供了一种饱和岩土试样直剪试验装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

根据不同试验要求，进行天然含水或饱和土样的直剪试验，解决粗粒土以及裂隙土直剪试验中土样饱和以及饱和土样直剪问题。

具体地说，本装置包括试样剪盒、框架、加载系统、饱和系统、真空泵和数据采集系统；

试样剪盒、加载系统、饱和系统、真空泵和数据采集系统都固定于框架20上组成一个整体；

试样剪盒置于饱和系统的水槽之中，保证试样能完全饱和；

加载系统包括竖向加载系统和横向加载系统,分别和试样剪盒连接，实现对剪盒进行竖向加载和横向加载；

真空泵和饱和系统连接，对封闭的水槽进行抽真空处理；

数据采集系统分别与剪盒和加载系统连接，实时监测记录力的大小和剪盒的位移。

工作原理：

通过在试样剪切盒外部设置一顶盖可以自由拆卸的密封水槽，将试样安装至剪切盒后，将水槽盖板安装密封好，开启真空泵将水槽内部空气抽除；又关闭真空泵和与之相连的阀门后，开启注水阀门，向水槽以及试样注水饱和；再去除水槽盖板，施加垂直压力后进行剪切试验。剪切试验过程中根据不同要求利用变速箱进行剪切速率控制，一般每组采用四个不同垂直压力，可得到试样的水平应力与应变曲线和c、φ强度指标

本实用新型具有以下优点和积极效果：

①将真空饱和装置与直剪试验设备有机结合，避免了大尺寸黏性土样饱和与装样的不便，同时还避免了先饱和后装样对松散土样的扰动，更避免粗粒碎石土持水性差无法完全饱和的问题。

②实现了中小粒径碎石土、裂隙土以及软岩的直剪试验测试，尤其是可实现对试样的工地现场测试以及饱水状态岩土的往复直剪试验。

③结构简单，紧凑较轻便，可方便运输至现场，大大节约了土样运输成本和扰动。

附图说明

图1是本装置的结构方框图；

图2是本装置的结构示意图（主视）；

图3是本装置的结构示意图（俯视）；

图4是本装置的结构示意图（侧视）。

图中：

10—试样剪盒，

11—上剪切盒，12—下剪切盒，13—上剪盒固定架，

14—试样承压板，15—滑排，16—剪缝调节垫片；

20—框架，

21—竖向传力柱，22—竖向反力框架，23—底座，24—水平传力柱；

30—加载系统，

3A—竖向加载系统，3B—横向加载系统，

31—手动油压泵千斤顶，32—齿轮变速箱，33—变频电机；

40—饱和系统，

41—进水管，42—阀门，43—水槽；

50—真空泵；

60—数据采集系统，

61—竖直方向应力和位移传感器，

62—水平方向应力和位移传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：

1、总体

如图1，本装置包括试样剪盒10、框架20、加载系统30、饱和系统40、真空泵50和数据采集系统60；