[发明专利]现场剪切试验方法

说明书

本发明提供了现场剪切试验方法，通过向现场岩土体中钻孔，从而使孔洞围成指定的岩土体剪切区域，在多组相对的孔洞中填充膨胀剂，当膨胀剂产生膨胀力，使岩土体发生错动的效果，从而产生剪切破坏。在填充膨胀剂的孔洞中安装压应力片监测应力，实现对岩土体剪应力的原位测试，同时可以在产生膨胀力的一侧安装钢垫片，使岩土体所受到的膨胀力均匀化，所测数据比较精确。通过在孔洞不同深度即不同位置处逐层填充膨胀剂，监测每层剪应力，实现多层次剪切。可模拟的工况有：通过向孔洞中灌水的方法模拟降雨工况；通过在岩土体顶部进行加载，模拟不同正应力下的剪应力工况；通过对不同深度的孔洞逐层填充膨胀剂，监测每一层剪应力，模拟多层次、多方向剪应力工况。

技术领域

本发明属于剪切试验装置领域，特别是涉及一种现场剪切试验方法。

背景技术

剪切试验的原理是根据库伦定律，土的内摩擦力与剪切面上的法向压力成正比，将同一种土制备成几个土样，分别在不同的法向压力下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力，得其剪坏时剪应力，即为抗剪强度。为使试验结果尽可能接近实际情况，传统的剪切试验通常用各种剪切试验装置和相应的试验方法来模拟实标工件的工况条件，对试样施加剪力直至断裂，以测定其抗剪强度。常见的试验方法有：单剪试验、双剪试验、冲孔剪切试验、开缝剪切试验留底铆钉剪切试验和复合钢材剪切试验。正是如此，使得传统方法具有操作难度大、操作步骤繁琐复杂的特点。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供现场剪切试验方法，此试验装置及方法能避免试验过程中的诸多繁琐操作，不用挖出岩土体即能轻松测得各深度、各工况的剪应力，本发明为现场试验，模拟效果更加接近真实情况。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：现场剪切试验方法，它包括以下步骤：

步骤一：对现场的岩土体进行钻孔操作，形成孔洞，并使得多个孔洞围成岩土体的指定剪切区域；

步骤二：选择一侧的孔洞，并在其内部安装用于监测应力的压应力片，实现对岩土体剪应力的原位测试；

步骤三：在紧靠压应力片所在位置安装垫片；

步骤四：在多组相对的孔洞中填充膨胀剂，通过膨胀剂对安装有压应力片的孔洞产生膨胀力，使岩土体发生错动效果，并实时监测应力；

步骤五：当岩土体的指定剪切区域发生破坏后试验结束，抽出垫片中囊体里的水分，从而回收垫片；

步骤六：备份剪切试验所测得的数据，后期对试验数据进行分析。

所述试验方法能够模拟的工况有：通过向孔洞中灌水的方法模拟降雨工况；

通过在岩土体顶部进行加载，模拟不同正应力下的剪应力工况；

通过对不同深度的孔洞逐层填充膨胀剂，监测每一层剪应力，模拟多层次、多方向剪应力工况。

所述步骤四中膨胀剂的填充方式为某一组的一个孔洞底部和其相对孔洞相对高的位置，对多组相对的孔洞进行此类填充方式；

所述步骤四中膨胀剂产生膨胀力，使指定的岩土剪切区域产生错动变形，从而产生剪切破坏，在破坏的瞬间，压应力片所监测到的最大应力为抗剪强度，实现对岩土剪应力的原位测试；

所述步骤一中孔洞的数量和位置根据岩土体剪切区域的大小和形状确定；

所述步骤四中在膨胀剂上方放置钢垫层，作为阻挡物，防止下方剪切对上方岩土体产生影响，方便分次剪切，以实现多层次剪切，多方位监测的目的。

所述步骤三中在孔洞和岩土体指定剪切区域相切的位置安装垫片，使指定的岩土体剪切区域受力均匀，从而使所测数据比较精确；

所述垫片的表面贴有压应力片或其它压应力传感器，监测应力。