[实用新型]扭剪法界面特性试验装置

说明书

本实用新型涉及一种扭剪法界面特性试验装置。本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作方便的扭剪法界面特性试验装置。本实用新型的技术方案是：一种扭剪法界面特性试验装置，其特征在于：具有用于装载试样的装样容器和用于与试样进行界面剪切试验的圆钢棒，所述圆钢棒埋于装样容器的试样内，该圆钢棒经同轴连接的竖杆连接旋转驱动机构，所述装样容器上方设有能对装样容器内的土样施加竖向压力的加压机构。本实用新型适用于室内测试设备设计技术领域。

技术领域

本实用新型涉及一种扭剪法界面特性试验装置。适用于室内测试设备设计技术领域。

背景技术

土与结构的相互作用是岩土工程的重要问题之一，比如桩土之间的相互作用，而土体与结构物界面之间的接触特性是界面剪切特性。目前应用于界面剪切特性研究的方法有直剪法和环剪法。

(1)直剪法：通过直剪仪来实现界面特性试验，剪切盒分上、下盒，分别装土样与模拟粗糙度的界面材料，上、下剪切盒之间留有一定间隙的剪切缝，施加垂直荷载与水平荷载，使接触面发生剪切错动。

直剪法虽然设备简单，但界面剪切位移小，位移大时会存在偏心荷载甚至是倾覆荷载，受力面积也随着变小，因此，无法实现大剪切位移的界面特性试验。而且，剪切缝的预留大小也存在不确定性，跟土样性质有关，预留缝大了会存在土样剪损，预留缝小了会存在界面受约束或尺寸效应。

(2)环剪法：通过环剪仪来实现界面特性试验，剪切盒为环形，对环形土样与模拟粗糙度的界面材料进行扭转剪切，可实现保持接触面剪切面积不变、法向应力恒定的大位移界面剪切试验。

环剪法是国外推荐的试验方法，可以实现界面的大剪切位移，但该试验需要进口的环剪仪，价格相对而言昂贵，且试验操作较为复杂，难以普及。环剪法与直剪法一样需要预留剪切缝，尤其是对软土试样，减损严重时需重新调整剪切缝宽度，为试验的操作增加了困难性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、操作方便的扭剪法界面特性试验装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种扭剪法界面特性试验装置，其特征在于：具有用于装载试样的装样容器和用于与试样进行界面剪切试验的圆钢棒，所述圆钢棒埋于装样容器的试样内，该圆钢棒经同轴连接的竖杆连接旋转驱动机构，所述装样容器上方设有能对装样容器内的土样施加竖向压力的加压机构。

所述装样容器置于底座上，装样容器经若干布置于其周围的若干竖直螺纹杆固定于底座。

所述加压机构具有支撑板和与所述装样容器形状大小相适配的加压板，其中支撑板接于所述竖直螺纹杆上，所述加压板经若干均匀分布的弹簧固定于所述支撑板下端。

所述加压板制有若干导向杆，所述支撑板上对应加压板上的导向杆制有导向孔。

所述弹簧采用两种型号，一种弹簧的线径2mm，外径15mm，高50mm，劲度系数K＝8.7702N/mm；另一种弹簧的线径3mm，外径15mm，高50mm，劲度系数K＝61.2980N/mm。

所述圆钢棒的顶部位于所述装样容器内试样的中心位置。

对应所述装载试样内的试样设有用于测量试样顶面竖向位移的位移测量机构。

所述位移测量机构具有加长触针的百分表。

所述圆钢棒具有不同粗糙度的多根，根据试验需要替换使用。

一种应用所述试验装置进行试验的方法，其特征在于：

获取剪切破坏时圆钢棒所产生的最大扭矩M_max；

根据公式：计算剪应力τ_f；

其中D为所述圆钢棒的直径；H为圆钢棒高度。