[发明专利]软岩硬土力学特性仿真测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土测试方法，特别是一种软岩硬土力学特性仿真测试方法。

背景技术

在水库和水电站的建设中，对水库或水电站所处地质的岩土进行测试是必不可少的，但随着人类工程建设规模和发展空间的不断扩大，世界上许多国家都遇到了一系列新的工程地质问题。长期以来被人们忽视的上第三系软岩硬土的工程地质问题就是其中之一。

由于工程规模不断向地下空间发展，开挖深度不断增加，导致国内外与上第三系软岩硬土不良工程地质特性有关的问题不断发生。我国许多大型工程建设都遇到过与工程性质极为复杂的上第三系软岩硬土有关的问题，如：西气东输工程建设过程中出现的与上第三系硬粘土有关的滑坡问题；万家寨引黄入晋输水隧洞的变形破坏问题；北京西客站地铁站建设过程中遇到的与上第三系软岩硬土有关的问题；鲁西南和徐淮地区隐蔽型煤田巨厚覆盖层中上第三系泥质沉积物在煤矿竖井开挖、运营过程中出现的大变形问题；南水北调中线工程从陶岔渠首经南阳盆地到宝丰渠段以及邯郸西北部等渠段上第三系裂隙化硬粘土大型渠道在开挖和运营期间遇到的工程和环境效应问题。

在国外也不乏其例，如：希腊的上第三系泥质沉积物的分布十分广泛，由于构造运动、地貌条件及气候条件的影响，常导致滑坡、泥石流的发生；在瑞士的北部，许多超固结粘土沉积物由于修建公路而造成大量边坡失稳(Rey＆Schinder，1993)；日本的上第三系泥质沉积物常引起大量滑坡和隧洞变形破坏；巴西东南部，修建公路开挖路堑引起的工程问题也相当普遍，其主要是硬粘土坍塌造成的；前苏联伏尔加格勒和前高加索地区在引水工程建设中曾遇到严重的上第三系硬粘土边坡灾害问题。

那么如何解决第三系硬粘土的工程地质问题，受到了工程地质与岩土工程界的广泛关注，特别是解决第三系硬粘土的工程地质特性及其应力－应变关系对工程建设有着重要的理论和实际意义。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种软岩硬土力学特性仿真测试方法，可有效解决软岩硬土力学特性测试，保证施工质量的问题。

本发明解决的技术方案是，首先安装设备，设备安装完后，制备试样，然后给试样施加一定的水头，使试样饱和；再通过设备对试样进行加压，按照稳定标准等分三级施加预加荷载，稳定标准采用相对稳定法，自加荷开始，先按10、10、10、15、15min分时施压，将压力均匀地施加在试样的上表面上；待预加荷载施加完毕后，打开钢架下底板上用螺丝充填的12个预留孔，装入传感器，传感器上部固定于钢架下底板上，传感器下部测头与有机玻璃柱充分接触，使传感器压缩到最大到量程的一半；对同种性状的试样施加不同的预加荷载，分别进行测试，得到不同荷载下试样的破坏特征值和中心荷载周边的变形特征曲线。

本发明方法简单，易操作，试验准确，方便，成本低，易于推广。

附图说明

图1为本发明的结构主视图。

图2为本发明的传感器装配示意图。

图3为本发明的传感测量安装示意图。

具体实施方式

以下结合设备图对本发明的具体实施方式作详细说明。

本发明在实施中，是由以下具体步骤实现的：

1、首先安装设备，由图1~3所示，本发明设备其结构是，包括压力机和压力机油缸，压力机与压力机油缸相连通，压力机油缸1上装有油压刻度盘2，压力机钢体架立柱8下部间在压力机底座3上装有下压盘15，压力机钢体架立柱上部间装有上压盘14，上压盘14下部经上钢板10装有千斤顶13，千斤顶13经输油管与液压油泵5相连，千斤顶的底部位移测板17上在千斤顶的两边对称装有千分表12，千斤顶13下部的中心钢柱20穿过下钢板11和柔性砂垫层9顶在试样7上，试样7置于下压盘15上，下压盘上在试样两侧装有百分表6，下钢板11上装有穿过柔性砂垫层9并置于试样上的传感器16；液压油泵的输油管上装有压力表4；所述的传感器16有12只，置于垂直的线L₁、L₂上，其中四个传感器16-5、16-6、16-7、16-8在同一直线L₂上，八个传感器16-1、16-2、16-3、16-4、16-9、16-10、16-11、16-12在同一直线L₁上；所述的柔性砂垫层9的厚度为50mm；所述的上钢板10、下钢板11边部之间装有立杆18，构成千斤顶的钢架结构；所述的传感器16伸入上钢板11和柔性砂垫层9下端经钢管有放置在试样上的有机玻璃柱19；

2、制备试样（试件）

设备安装完成后，制备试样（试件）：