[实用新型]一种可以对岩土样进行渗透和环向剪切的设备

说明书

本实用新型提供了一种可以对岩土样进行渗透和环向剪切的设备，包括环剪仪、第一压力体积控制器和第二压力体积控制器，所述环剪仪包括下剪切盒和位于下剪切盒上方的上剪切盒，所述下剪切盒内设置有第一多孔金属层，第一多孔金属层的表面设置有第一滤纸，所述上剪切盒内设置有第二多孔金属层，第二多孔金属层表面设置有第二滤纸，上剪切盒内壁靠近剪切面的位置设置有孔隙压力传感器；环剪仪的上排水管通过第一管道与第一压力体积控制器连接，环剪仪的下排水管通过第二管道与第二压力体积控制器连接。该设备克服了以往只能在渗透或剪切单一因素条件下，对岩土样的力学特性进行研究所存在的限制。

技术领域

本实用新型属于岩土工程领域中滑坡灾害研究技术领域，具体涉及一种可以对岩土样进行渗透和环向剪切的设备。

背景技术

滑坡是一种普遍存在的自然灾害，它对人民的生命财产安全造成严重危害。近年来，随我国都市化的进程周边环境的改变导致滑坡发生更加频繁。尤其在我国黄土高原地区的黄土塬上，由于种植农作物及绿化等需要，大量的引水灌溉工程在黄土塬边缘持续进行。由此在黄土塬边缘诱发了大量的黄土滑坡，国内比较典型的区域包括甘肃永靖黑方台滑坡群以及陕西泾阳南塬黄土滑坡群。两处滑坡群主要由灌溉诱发，因此了解此类滑坡机理，对预防和治理此类滑坡是非常重要的。目前，对于滑坡土体的渗流和力学性质分别进行的研究比较丰富，但是对于自然界中，由于降雨或灌溉条件下会在土体中引起渗透过程，渗透作用进行时部分区域的土体总会发生剪切破坏，渗透和剪切同时存在的情况下，即渗流场与应力场耦合作用下，土体力学特性变化的研究显少报道，此一研究空白使得致灾机理尚未完全明了，导致此类灾害层出不穷，为此我们提出了这种可以对岩土样进行渗透和环向剪切的设备。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种可以对岩土样进行渗透和环向剪切的设备。该设备可以分别从压力控制渗透和流速控制渗透这两种不同的渗透方式来探究饱和土体在渗流场和应力场耦合条件下的力学行为，克服了以往只能在渗透或剪切单一因素条件下，对岩土样的力学特性进行研究所存在的限制。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种可以对岩土样进行渗透和环向剪切的设备，其特征在于，包括环剪仪、第一压力体积控制器和第二压力体积控制器，所述环剪仪包括下剪切盒和位于下剪切盒上方的上剪切盒，所述下剪切盒内设置有第一多孔金属层，第一多孔金属层的表面设置有第一滤纸，所述上剪切盒内设置有第二多孔金属层，第二多孔金属层表面设置有第二滤纸，上剪切盒内壁靠近剪切面的位置设置有孔隙压力传感器；环剪仪的上排水管通过第一管道与第一压力体积控制器连接，环剪仪的下排水管通过第二管道与第二压力体积控制器连接。

上述的一种可以对岩土样进行渗透和环向剪切的设备，其特征在于，所述上排水管和下排水管上均设置有阀门。

上述的一种可以对岩土样进行渗透和环向剪切的设备，其特征在于，所述第一管道与第一压力体积控制器的出水口连接，第二管道与第二压力体积控制器的出水口连接。

上述的一种可以对岩土样进行渗透和环向剪切的设备，其特征在于，所述上剪切盒的侧壁开设有通道，孔隙压力传感器的探头穿过所述通道固定设置于上剪切盒内壁靠近剪切面的位置。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的设备可以对岩土样进行渗透和环向剪切。通过设置第一压力体积控制器和第二压力体积控制器，可以分别给试样上部和试样下部施加不同的液体压力或不同液体流速，进而可以模拟在不同水力梯度下对饱和试样进行压力控制渗透或流速控制渗透，渗透完成后再利用环剪仪对试样进行剪切。

2、本实用新型通过在上剪切盒内壁靠近剪切面的位置设置孔隙压力传感器，可以精确监控渗透和剪切耦合作用下剪切带孔隙水压力形成和动态演化规律。