[发明专利]一种施加竖向应力的分离式剪切渗流仪及其使用方法

权利要求书

1.一种施加竖向应力的分离式剪切渗流仪，其特征在于：包括固定框架(15)，所述固定框架(15)顶部固定有顶部位移荷载单元(1)，所述固定框架(15)侧方固定有侧向位移荷载单元(11)，所述固定框架(15)底部设置有底座(14)，所述底座(14)上表面固定有支撑座(13)，所述底座(14)上固定有底部位移荷载单元(9)，所述顶部位移荷载单元(1)、侧向位移荷载单元(11)和底部位移荷载单元(9)的位移触头上均设置有压力传感器(2)，所述顶部位移荷载单元(1)下面设置有上部剪切盒(4)，所述上部剪切盒(4)为顶面和底面开口结构，所述上部剪切盒(4)顶面密封设置有上活动推板(10)，所述上活动推板(10)顶部通过安装上滑动导轨(3)与所述顶部位移荷载单元(1)相连，所述固定框架(15)两侧设置有可上下调节的限位支架(5)，所述限位支架(5)底部安装有下滑动导轨(20)，所述下滑动导轨(20)与所述上部剪切盒(4)侧壁相连，所述上部剪切盒(4)下面设置有下部剪切盒(12)，所述下部剪切盒(12)为顶面和底面开口结构，所述下部剪切盒(12)固定在所述支撑座(13)上，所述下部剪切盒(12)底面密封设置有下活动推板(19)，所述下活动推板(19)与所述底部位移荷载单元(9)相连，所述下部剪切盒(12)侧壁上设置有进水口接头(8)和出水口接头(18)，所述进水口接头(8)进水口设置有入流流量阀和入流流量计，所述出水口接头(18)出水口设置有出流流量阀和出流流量计。

2.根据权利要求1所述的一种施加竖向应力的分离式剪切渗流仪，其特征在于：所述上部剪切盒(4)和下部剪切盒(12)的材质包括透明树脂玻璃。

3.根据权利要求1所述的一种施加竖向应力的分离式剪切渗流仪，其特征在于：所述上活动推板(10)和下活动推板(19)的滑动面设置有开槽并嵌入双层橡胶止水条。

4.根据权利要求1所述的一种施加竖向应力的分离式剪切渗流仪，其特征在于：所述上部剪切盒(4)底部边壁向外延伸构成上台面，所述下部剪切盒(12)顶部边壁向外延伸构成下台面，所述下台面上开设有环形槽，所述环形槽内嵌入O形止水圈(6)，所述环形槽与所述上部剪切盒(4)内壁距离大于最大剪切行程。

5.根据权利要求1所述的一种施加竖向应力的分离式剪切渗流仪，其特征在于：所述下部剪切盒(12)底部边壁向外延伸构成固定部，所述固定部开设有与所述支撑座(13)配合的圆孔。

6.根据权利要求1所述的一种施加竖向应力的分离式剪切渗流仪，其特征在于：所述进水口接头(8)和出水口接头(18)对应内壁侧开设长条形槽，所述长条形槽内垫有透水石(7)。

7.一种权利要求1到6任一项所述施加竖向应力的分离式剪切渗流仪使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S01：从固定框架(15)和限位支架(5)中拆卸出上部剪切盒(4)、下部剪切盒(12)，上部剪切盒、下部剪切盒的活动推板复位，上部剪切盒(4)、下部剪切盒(12)开口面朝上，关闭下部剪切盒(12)的进水口接头(8)和出水口接头(18)；

S02：确定接触试验上分界面岩土料类型，将相应岩土料装入上部剪切盒(4)，装填过程中埋入试验所需传感器，依据试验要求制样；

S03：确定接触试验下分界面岩土料类型，将相应岩土料装入下部剪切盒(12)，装填过程中埋入试验所需传感器，依据试验要求制样；

S04：用挡板压在上部剪切盒(4)开口处，倒置上部剪切盒(4)并置于下部剪切盒(12)上方，抽出挡板；

S05：将上部剪切盒(4)、下部剪切盒(12)整体安装至支撑座(13)上，使底部荷载位移单元(9)与下部剪切盒(12)的下活动推板(19)接触，调节限位支架(5)高度使其紧密贴合上部剪切盒(4)台面；

S06：调节固定框架(15)，使顶部荷载位移单元(1)与上部剪切盒(4)的上活动推板(10)上方的上滑动导轨(3)接触，使侧向荷载位移单元(11)与上部剪切盒(4)侧壁接触；

S07：按照试验需要设定顶部荷载位移单元(1)、底部荷载位移单元(9)的荷载数值；

S08：待上活动推板(10)和下活动推板(19)停止位移后，进水口、出水口处安装PVC水管接入外部水源，打开入流流量阀、出流流量阀，待入流流量计、出流流量计读数一致后记录流量数据；

S09：启动侧向荷载位移单元(11)，根据试验内容设定最大剪切位移、剪切速率，侧向荷载位移单元(11)内控制系统记录位移、剪切力数值，剪切过程进行录像；

S10：出流流量计内控制系统记录剪切过程中出流流量变化值；

S11：达到最大剪切位移后关闭侧向荷载位移单元(11)，关闭入流流量阀、出流流量阀；

S12：整理剪切过程流量与位移、剪切力关系。