[实用新型]一种土体原位剪切强度快速测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种岩土工程勘察测试设备，主要测试软黏土、中硬土等土体的抗剪强度和内摩擦角。

背景技术

岩土体的抗剪强度和内摩擦角是传统的重要指标，是工程设计和施工中重要的评价参数。通常可以通过室内剪切实验和原位剪切试验测定岩土体抗剪强度和内摩擦角。但室内试验需通过现场取样，试样制作等过程，对土体扰动非常大，且需要消耗较长时间。原位剪切试验在被测场地原位进行，基本保持了土体的天然状态，较室内试验有更强的代表性。现设备存在以下问题：对剪切位移位移的控制中多采用机械式系统，构造复杂，故障率高；无法监测与量化试验过程中的排水条件，从而难以与室内试验互相印证；剪切探头附近土体应力环境复杂，被剪切土体面积受不同土质影响较大，无法精确确定，且探头在剪切方向受到前方土体被动土压力影响。

鉴于现有室内和原位试验方法的局限性，岩土工程界需要一种构造简单、测试方便、原理可靠的原位土体剪切测试手段。

实用新型内容

鉴于以上已有方案或相关技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种原位土体剪切测试设备，能够快速准确地在场地勘察中确定现场土地的抗剪强度相关参数。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种土体原位剪切强度快速测试装置，主要由拉杆1、位移夹片2、位移传感器3、环形测力计4、液压空心千斤顶5、调平螺杆6、承载底座7、单向活塞汽缸8、双向活塞汽缸9、L型剪切板10、孔隙水压力计11、盒形剪切板12、气压手泵13、换向阀14、液压手泵15组成；三个调平螺杆6安装在承载底座7上；液压空心千斤顶5嵌固在承载底座7上，其缸体腔与液压手泵15相连接；具有螺纹段的拉杆1穿过液压空心千斤顶5，位移夹片2旋固在拉杆1螺纹段使千斤位移通过位移传感器3予以指示；位移夹片2与液压空心千斤顶5间设有环形压力传感器用于测定拉杆1所受竖向拉力；剪切探头通过耳挂19挂置于拉杆1下端；耳挂19联接刚性板16；单向活塞汽缸8安装在刚性板16上，其活塞端固联两根细钢索，两根细钢索的另一端分别联接两块L形剪切板，使L形剪切板10可在单向活塞汽缸8行程范围内做竖向位移；双向活塞汽缸9通过柔性钢带18固定在刚性板16的下部，其缸体端和活塞端分别与一对盒形剪切板固联，孔隙水压力计11固联在盒形剪切板的凹部；安装时，L形剪切板的下沿与盒形剪切板的上沿相齐；气压手泵13通过换向阀14分别与单向活塞气缸8、双向活塞汽缸9连接。

采用上述结构，由气泵对双向活塞汽缸9加压，产生法向压力使剪切探头刺入土体，切换气泵换向阀14，对单向活塞汽缸8加压，使单向活塞汽缸8带动L形剪切板向上移动，排除盒形剪切板12前方土体，消除剪切过程中影响测试的被动土压力。液压空心千斤顶5在手泵的控制下顶升，带动拉杆1以及拉杆连接的剪切探头向上产生稳定的位移剪切土体。剪切过程中，由环形测力计4显示剪切力大小，由连接双向活塞汽缸9的气压表显示法向压力大小。由于剪切土体探头为盒形，其剪切边界由盒的边缘确定，从而使剪切面积更加精确。剪切探头中的孔隙水压力计11用于监测试验过程中盒形剪切板12内部土体孔隙水压变化。

附图说明：

图1为本实用新型的整体示意图。

图2为本实用新型剪切探头细部图。

具体实施方式

为更加清晰的阐述本实用新型的目的、技术方案和优点，下面结合附图进一步描述。此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。