[发明专利]一种土石混合体现场可拆卸直剪试验装置及加工方法

说明书

一种土石混合体现场可拆卸直剪试验装置及加工方法，所述试验装置包括：架体，其底部架装在土体表面；水平承载机构，设置于支撑架的底部，包括剪切盒和承载部件；施力单元，包括竖向施力部和横向施力部；以及多个检测单元；所述加工方法包括以下步骤：将盒体底部的环刀插入土体中，挖去环刀外部的土体安装好设备；设置竖向施力部力的数值，固结并测量竖向位移；对横向施力部施加力进行剪切，读取水平位移计的读数；算出原位土体的土体参数数值。本发明的有益效果是：结构简单,使用方便,可整体拆卸,便于携带,由于以传感器显示数值,在现场获得未扰动的原位土的相关数据,使测试结果更加精确。

技术领域

本发明涉及一种现场直剪试验装置及加工方法,特别是在大型土体现场试验参数测定技术的领域。

背景技术

直剪试验仪器分为室内试验直剪仪和现场试验直剪仪。常规的室内直剪试验仪有上、下两个剪切盒,试样放入剪切盒后,在试样顶部施加一定的垂直压力,推动剪切盒,使试样受剪至破坏,从而得到土体的强度参数。常规的室内直剪仪的尺寸较小,只能适用于细粒土。对于部分颗粒较大的原状土石混合体，若采用常规的室内直剪仪开展直剪试验,一方面由于试验仪器尺寸较小,得到的参数不准确，对土石混合体不适用；另一方面,室内开展原状土石混合体的直剪试验，土样极易受扰动,不能完全反映现场土体的实际状态。然而大多数现场试验直剪仪,具有整体不可拆卸,质量大,运输携带不方便,尺寸不可调节,水平力容易偏心,竖向反力系统耗时耗费或工艺要求高等特点。

在现场开展试验，会受试验环境的限制，比如施工现场是不间歇的进行施工的，不可能像室内直剪试验仪器一样随时且长时间的进行试验，因此所设计的试验仪器操作起来要简便并且安装试验仪器过程所耗的时间要简短。

除上述两种常见的直剪试验仪器外,目前国内外学者及工程人员根据各自不同的研究方向和领域开发了很多改进型的直剪试验装置,有的是针对特殊材料做的特殊处理,也有的是增加温控系统、加载系统、实时计量系统等特殊装置的剪切试验仪器。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种土石混合体现场可拆卸直剪试验装置及加工方法，其目的在于测量施工现场原位土体的力学参数。本试验装置具有拆卸便捷，操作简单，功能性强，且成本不高等特点。

本发明所述的一种土石混合体现场可拆卸直剪试验装置，其特征在于，包括：

架体，其底部架装在土体表面；

水平承载机构，设置于支撑架的底部，包括剪切盒和承载部件，其中剪切盒包括盒体以及设置于盒体顶部的剪切盒盖板，其中盒体的盒腔为上下通腔结构，且剪切盒盖板盖合在盒体的顶部敞口；承载部件铺装于剪切盒盖板表面，用于向剪切盒传递纵向压力；

施力单元，包括竖向施力部和横向施力部，其中竖向施力部悬装于支撑架的顶部，且竖向施力部的施力端与承载部件相连，用于向水平承载机构的剪切盒提供纵向的压力；横向施力部装于支撑架的侧面，并且保持横向施力部的施力端与剪切盒的盒体接触，用于向剪切盒提供水平的剪切力；

以及多个检测单元，设置于水平承载机构的剪切盒和/或承载部件上，用于检测水平承载机构的横向位移和/或纵向位移。

所述支撑架包括底板、顶板以及钢管，所述钢管的上与顶板拆卸式连接，钢管的下端与底板拆卸式连接，并且保持顶板与底板水平；顶板的下端面通过两根沿对角线排布的连接钢管固定。

所述钢管的下端与底板之间增设防倾倒部件，所述防倾倒部件包括固定环和固定钢筋，其中所述固定钢筋的底部与底板固接，固定钢筋的顶部与套设在钢管下部的固定环相连，用于加固底板与钢管之间连接的同时防止钢管倾倒。

所述承载部件包括承压板和滚珠，所述承压板铺设于剪切盒盖板顶面上，用于将竖向施力部的压力均匀的传递到剪切盒盖板顶面上；滚珠设置于承压板与剪切盒盖板顶面之间的凹槽内，用于在进行水平剪切时减小剪切盒盖板与上承压板之间的摩擦。