[发明专利]便携式软弱层带原位直剪试验仪及其测试方法

权利要求书

1.一种便携式软弱层带原位直剪试验仪，其特征在于，包括：

反力钢架(1)，所述反力钢架(1)内部形成测试空间；

剪切盒(2)，安装在所述测试空间内；

水平加载系统(3)，一端作用在所述反力钢架(1)上，另一端作用在所述剪切盒(2)的竖向侧壁上；

竖向加载系统(4)，包括滚珠排(5)，所述竖向加载系统(4)的一端作用在所述反力钢架(1)的顶盖上，另一端通过所述滚珠排(5)作用在所述剪切盒(2)的上表面。

2.根据权利要求1所述的便携式软弱层带原位直剪试验仪，其特征在于，所述水平加载系统(3)的所述另一端与所述剪切盒(2)之间设置有带凹槽的第一承压板(6)，所述竖向加载系统(4)的所述另一端与所述剪切盒(2)之间设置有带凹槽的第二承压板(7)。

3.根据权利要求1所述的便携式软弱层带原位直剪试验仪，其特征在于，所述竖向加载系统(4)还包括上盖(15)和隔板(8)，所述上盖(15)、所述滚珠排(5)和所述隔板(8)由上至下依次设置。

4.根据权利要求1所述的便携式软弱层带原位直剪试验仪，其特征在于，方形的所述剪切盒(2)内部形成有用于放置环刀(9)且与所述环刀(9)的外径相同的圆柱形空间。

5.根据权利要求3所述的便携式软弱层带原位直剪试验仪，其特征在于，所述便携式软弱层带原位直剪试验仪还包括吸水石和滤纸，所述吸水石和滤纸设置在所述隔板(8)与所述剪切盒(2)的上表面之间。

6.根据权利要求1所述的便携式软弱层带原位直剪试验仪，其特征在于，便携式软弱层带原位直剪试验仪还包括用于测量隔板(8)和剪切盒(2)位移的传感器(23)，所述传感器(23)与计算机数据采集系统连接。

7.根据权利要求1所述的便携式软弱层带原位直剪试验仪，其特征在于，所述反力钢架(1)为四柱两板式反力钢架，所述四柱两板式反力钢架的顶盖焊接有肋梁(11)，所述四柱两板式反力钢架的与所述水平加载系统(3)相对应的两侧为钢板，所述四柱两板式反力钢架的其余两侧处于开放状态。

8.根据权利要求7所述的便携式软弱层带原位直剪试验仪，其特征在于，所述反力钢架(1)还包括用于与岩石地面固定连接的反力座，所述四柱两板式反力钢架的每个立柱的下端均安装有一个所述反力座。

9.根据权利要求8所述的便携式软弱层带原位直剪试验仪，其特征在于，所述反力座通过膨胀螺栓固定在所述岩石地面上。

10.一种如权利要求1至9中所述便携式软弱层带原位直剪试验仪的测试方法，其特征在于，包括：

步骤1，选择需要开展试验的软弱层带(12)出露位置，揭去预定范围的所述软弱层带(12)的上覆岩体，将所述便携式软弱层带原位直剪试验仪的环刀(9)平整放置于所述软弱层带(12)上，然后下压所述环刀(9)以形成圆柱状原位试样，并将所述原位试样周边的土体清除，预留剪切试验缝，然后将所述剪切盒(2)套在所述环刀(9)的外部；

步骤2，利用水准器保证场地水平，利用直尺测量并调整所述反力钢架(1)的位置，使所述剪切盒(2)与所述竖向加载系统(4)位于同一直线上，并在所述剪切盒(2)内放入吸水石和滤纸；

步骤3，启动计算机数据采集系统并调零，然后启动所述水平加载系统(3)及竖向加载系统(4)，并采用微动形式交替使所述水平加载系统(3)及竖向加载系统(4)的工作面与所述剪切盒(2)贴紧；

步骤4，采用平推法进行快剪试验：通过所述竖向加载系统(4)施加竖向压力，并通过所述水平加载系统(3)分级施加水平向剪切力以捕捉峰值，使所述原位试样在3至5min内剪损，当剪切变形达预定值后停止所述水平加载系统(3)的加载，完成一组测试，并通过所述计算机数据采集系统全程记录应力应变数据；

步骤5，依次卸下所述水平加载系统(3)和所述竖向加载系统(4)，取出所述剪切盒(2)，撬起所述反力钢架(1)的反力座上的膨胀螺栓，使所述反力钢架(1)松动以将所述反力钢架(1)取出。