[实用新型]一种K0条件下土体动力学参数及各向异性测定仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种土体基本力学参数及微观结构演化的装置和方法，特别是涉及一种K0条件下土体动力学参数及各向异性测定仪。

背景技术

砂土的最大动剪切模量和动压缩模量是土动力学最基本的两个参数，是岩土工程计算和设计方面非常重要的基本参数，而不同的土体颗粒在不同的荷载作用下也经历着微观结构的演化，而这一系列过程在基础设施的设计和建造之前必须在实验室里获得定量的分析，为将来工程的建造和运营中的安全性和耐久性的提高提供强有力的保证。目前，国内岩土工程室内实验里，测定最大动剪切模量通常用共振柱实验获得，由于共振柱本身的限制，首先它不能真正的获得最大动剪切模量和动压缩模量，已经有实验证明；其次它不能保证实验样本处在K0条件下，所以也不能真实反映现实条件下土的应力状态；最后由于共振柱实验过程非常繁琐，而且需要经验非常丰富的实验人员的操作才能获得可靠的数据。

实用新型内容

为了克服以上的技术不足，本实用新型的目的是提供一种室内测试K0状态下土体基本动力学参数以及土体微观结构演化的测定仪，适用于粘性土和非粘性土。

本实用新型提供一种K0条件下土体动力学参数及各向异性测定仪，其包括用于提供荷载的加载装置和模型箱，所述模型箱由用于存放待测土壤的容腔和可开启的腔盖构成，所述加载装置与模型箱的腔盖连接，所述模型箱的水平方向和竖直方向分别设有用于检测待测土壤剪切模量和压缩模量的压电传感器，所述模型箱的水平方向和竖直方向还设有用于检测待测土壤的水平土压力和竖直土压力的压力薄膜传感器，所述压电传感器与模型箱的安装处设置缓冲垫，所述腔盖 上还设有用于检测待测土壤应力变化量的应变量检测装置。

所述压电传感器为弯曲元压电传感器，其包括位于两端的振动发射器和振动接收器，所述压电传感器外接计算机。

所述缓冲垫位于模型箱的外壁以及压电传感器的安装部之间。

所述容腔由五块可拆卸安装的铝板构成。

所述铝板上设有用于安装压电传感器的安装槽，所述压电传感器穿过安装槽固定连接。

所述压电传感器位于容腔外侧的部分与容腔外壁之间设有缓冲垫。

所述压电传感器位于容腔内部的部位包裹环氧树脂层。

所述缓冲垫为硅胶材料制成。

所述腔盖的宽度小于容腔的宽度。

本实用新型的有益效果是：在模型箱的内部安装两对压电传感器，分别安装在水平方向和垂直方向，测定剪切模量和压缩模量；并在模型箱的水平方向和竖直方向贴上压力薄膜传感器，测定水平土压力和竖直土压力，并获得K0值的演化；模型箱顶部为加载装置以控制和在大小。本实用新型提供了在K0状态的土体的水平和竖直方向的剪切模量、压缩模量以及泊松比的计算所需的模型结构，进一步得到随着荷载的增加可以得到此过程中土体颗粒微观结构的变化，本实用新型提高了土体测量模量准确性及K0状态的力学响应，操作方便，可靠度高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明：

如图1所示，本实用新型提供一种K0条件下土体动力学参数及各向异性测定仪，其包括用于提供荷载的加载装置和模型箱，所述模型箱由用于存放待测土壤的容腔和可开启的腔盖构成，所述加载装置与模型箱的腔盖连接，所述模型箱的水平方向和竖直方向分别设有用于检测待测土壤剪切模量和压缩模量的压电传感器，所述模型箱的水平方向和竖直方向还设有用于检测待测土壤的水平土压力和竖直土 压力的压力薄膜传感器1，所述压电传感器2与模型箱的安装处设置缓冲垫3，所述腔盖上还设有用于检测待测土壤应力变化量的应变量检测装置4。

所述腔盖的宽度小于容腔的宽度，在加载装置提供的压力的作用，当容腔内放置待测砂土时，其腔盖在加载装置的作用下，向下移动，然后对待测砂土进行加压，而其上设有应变量检测装置，模型箱顶部为加载装置以控制荷载大小，而应变量检测装置可以用于记录轴向应变量变化，加载装置可以用气动装置，利用气压压迫腔盖，使得应变量检测装置实时检测应变量变化，加载装置也可以用其他能够提供压力的装置。

在模型箱的水平方向和竖直方向贴上压力薄膜传感器，测定水平土压力和竖直土压力，并获得K0值的演化：

其中σ_h为水平土压力，σ_v为竖向土压力。