[发明专利]一种测量砂土与结构接触面相互作用下颗粒破碎度方法

说明书

本发明公开了一种测量砂土与结构接触面相互作用下颗粒破碎度方法，取由多个套筒上下对应卡接组成的上剪切盒，取上下两个剪切盒上下对应叠放，在所述下剪切盒内放置结构物，保证所述结构物顶部与下剪切盒上边缘齐平，所述上剪切盒内填试样砂土，所述结构物与试样砂土接触，剪切后分层取土筛分编号，分析每层土的颗粒破碎程度本发明提供了一种测量砂土与结构接触面相互作用下颗粒破碎度方法，能够方便的计算砂土与结构接触面相互作用下颗粒破碎度与接触面距离关系。

技术领域

本发明涉及一种岩土工程试验研究的测量方法，具体为一种测量砂土与结构接触面相互作用下颗粒破碎度方法。

背景技术

在土木、水利工程中常遇到不同材料的接触界面。由于接触界面两侧材料力学特性的差异，在界面两侧常存在较大的剪应力和产生了位移不连续现象，应力和变形较为复杂。如对于水利工程中的混凝土面板堆石坝，坝体的安全与面板受力状态密切相关，面板在平面内的应力主要取决于面板与垫层间接触面的剪应力分布状态。心墙堆石坝中存在着心墙土料与反滤料，坝壳料与基岩等多种类型的接触界面。通常这些接触部位又是坝体易发生事故的薄弱环节，其中接触面剪切带（岩土材料破坏过程中会伴随着材料内部一个应力较为集中的区域，这一高梯度的应变集中区域在材料进入临界状态是会贯通形成带状区域，这一现象在材料力学、岩土力学领域里被称为应变局部化带或剪切带。）受剪力对颗粒破坏最为严重，造成大颗粒减少，小颗粒增多，颗粒大小分布对工程稳定起着重要作用，因此开展土与结构接触面相互作用下造成颗粒破碎度的研究具有十分重要的意义。

现有文献记载为1994年殷宗泽用微型“潜望镜”装置和2000年胡黎明用数字照相技术直接用于观察结构面附近土与结构件的相对位移来探讨土与结构接触面剪切试验中的颗粒的破碎和运动变化，两种方法虽然可以记录剪切试验中接触面剪切带的颗粒运动、破碎过程，但不能对接触面剪切带处颗粒进行精确收集，难以进行量化计算，对于结构面剪切试验对颗粒造成的破碎难以分析了解。

发明内容

本发明的目的在于解决背景技术问题，提供一种测量砂土与结构接触面相互作用下颗粒破碎度方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种测量砂土与结构接触面相互作用下颗粒破碎度方法，包括以下步骤：

（1）取由多个套筒上下对应卡接组成的上剪切盒，所述上剪切盒包括第一套筒，第一套筒上侧设置有第三套筒，在第一套筒与第三套筒之间还设有至少一个第二套筒；

（2）取上下两个剪切盒上下对应叠放，在所述下剪切盒内放置结构物，保证所述结构物顶部与下剪切盒上边缘齐平，所述上剪切盒内填试样砂土，所述结构物与试样砂土接触；

（3）按照试验要求对所述上下剪切盒施加特定荷载，使所述试样砂土与结构物之间发生剪切；

（4）将剪切试验后所述上下剪切盒放置上端开口的盒体内；

（5）取下上剪切盒顶端的第三套筒，水平刮落第三套筒所对应的砂土，使砂土落入上端开口的盒体内，将收集的砂土装入贴有编号的试样袋；

（6）重复步骤（5）的操作取下此时上剪切盒顶端的第二套筒，收集第二套筒对应砂土，编号，循环本步骤。

（7）将所述试样袋中的砂土分别进行筛分，记录每个试验袋的筛分数据；

（8）将每个试样袋筛分数据绘制成颗粒级配曲线，进行颗粒破碎度计算，所得出试样袋的颗粒破碎度，便是所述特定荷载下该试样袋所对应的套筒与接触面距离砂土的颗粒破碎度。

优选地，所述套筒横截面上侧设置有环形凸台，套筒下侧设置有环形凹槽，环形凸台高度小于套筒厚度的二分之一，环形凹槽与环形凸台形状相同方便卡接。

优选地，所述水平刮落砂土装置采用水平尺。