[发明专利]化学污染土剪切强度的测定方法及专用全自动直剪仪

说明书

本发明公开了一种化学污染土剪切强度的测定方法及专用全自动直剪仪。该直剪仪相对于现有技术增加了化学腐蚀装置，且在剪切盒底部设置有入渗孔和在化学腐蚀装置的容器槽底部设置有刻槽，因此，用本发明方法测定时，可直接向容器槽中注入化学腐蚀液，进行密封养护；待养护结束后，直接进行竖直压力加载，完成全自动直剪试验，这样可以模拟现场土体污染物腐蚀状况，实现测试土样的无破坏养护，避免取样过程中应力释放的影响，尽可能减小土体受到的扰动，使试样更接近原位土样性质；同时，由于化学腐蚀液渗透速率波动较小，更接近自然土壤受污染状况，使腐蚀分布相对均匀，避免了局部腐蚀对土样力学性质测定的影响，解决了常规直剪试验仪无法检测化学污染土剪切强度及参数的难题。

技术领域

本发明属于土木工程仪器测试领域，具体涉及一种化学污染土剪切强度的测定方法及专用全自动直剪仪。

背景技术

大多数工业厂区的地基土层均受到化学污染物不同程度的侵蚀破坏，造成土体强度衰减、承载力下降，进而引发上层建筑结构不均匀沉降变形、失稳破坏。针对工业厂区地基土层边界环境的特殊性，在地基土层承载力设计过程中需考虑化学溶液的腐蚀，这对合理确定地基土层承载能力及强度参数至关重要。

目前，为确定地基土层承载力，国内外大多采用传统的直剪仪对土层进行直接剪切试验，这些剪切仪主要包括剪切盒、垂直和水平加载装置、数据测控装置等。而近年来，土体受外界环境影响越来越大，传统的直剪仪已不能准确获取土体的基本参数。虽然“一种全自动数字大型冻土直剪仪”(CN 102313673B)、“冻土-结构直剪仪及其使用方法”(CN102252919B)、“温控式直剪仪”(CN 102230868B)和“大型多功能冻土-结构接触面循环直剪仪及试验操作方法”(CN 102798575B)等已对传统直剪仪进行了改进，以适应复杂环境下结构性土体的直剪测试，但是，这些装置仅仅解决了寒冷条件下土建及交通工程设计中复杂土体剪切试验难等问题，现有的土工直剪仪依然无法满足化学溶液与载荷耦合作用下土体试样直剪测试要求，使用上述直剪仪的测定方法必然会使测定结果产生较大偏差。这是因为，一方面，现有的土工直剪仪通常测定的是，经化学溶液腐蚀后的试样在一定荷载作用下的抗剪强度，无法实现化学溶液与载荷对试样产生作用的同步性，因此，与实际工程中所需的参数相比有较大出入，指导意义有限；另一方面，试验过程中，常规的试样制作方法，难以避免对土样产生扰动，使试验土样与原位土样的性质出现差异，对土样的力学性质测定有较大影响，也会使测定的参数产生偏差。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种简捷可靠、测定准确度高、耐久实用的化学污染土剪切强度的测定方法，实现化学溶液与载荷耦合作用下，土体试样的抗剪强度的直接试验。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种用于上述测定方法的专用全自动直剪仪。

为了解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

a、在下剪切盒和上剪切盒的内侧面涂抹凡士林后，将底部中心位置设置有入渗孔的下剪切盒置于设置有刻槽的容器槽底部，并使刻槽的端口位于剪切盒外侧，再依次将下透水石置于下剪切盒内、在下透水石上铺设滤纸和将上剪切盒放置在下剪切盒上；

b、用与剪切盒同界面尺寸的环刀制取待测试样，将带环刀的试样置于上剪切盒上，用脱模器将试样压入到剪切盒内，使试样底部与下透水石上的滤纸无缝隙接触；在试样顶部铺设滤纸，在滤纸上放置上透水石，在上透水石上放置活塞板；

c、往容器槽中注入化学腐蚀液，液面高度不高于位移传递杆下部，盖上容器盖并固定，化学腐蚀液经刻槽导流到入渗孔，并经入渗孔、下透水石及其上的滤纸渗透到试样直至试样被完全浸泡，对试样进行浸泡养护；

d、待养护完成后，将传载杆穿过容器盖上的孔，调整好传载板、荷载气缸、压力传感器和横梁，使传载杆与传载板、传载板与荷载气缸、荷载气缸与横梁分别紧密接触；使压力传感器与传载板和容器盖接触；