[发明专利]野外粗粒土干湿循环条件下直接剪切试验装置及其使用方法

权利要求书

1.野外粗粒土干湿循环条件下直接剪切试验装置，其特征在于：包括剪切盒(2)和剪切盒顶盖(11)，剪切盒(2)内部用于容置干湿循环处理后的粗粒土试样(4)，剪切盒(2)呈圆环形设置，剪切盒顶盖(11)与剪切盒(2)的内径相匹配，剪切盒顶盖(11)处在粗粒土试样(4)的顶部，所述剪切盒顶盖(11)的上部连接竖向压力装置，剪切盒(2)的侧壁连接水平剪切装置，剪切盒(2)的外侧设置直剪钢架(12)，所述直剪钢架(12)作为竖向压力装置和水平剪切装置的支撑装置。

2.根据权利要求1所述的野外粗粒土干湿循环条件下直接剪切试验装置，其特征在于：所述竖向压力装置包括竖向力传感器(8)、竖向千斤顶(9)和竖向位移传感器(10)，竖向千斤顶(9)搭设在剪切盒顶盖(11)的顶部，竖向千斤顶(9)的伸出端通过竖向力传感器(8)与直剪钢架(12)上部相顶，竖向位移传感器(10)与剪切盒(2)侧壁相连接，竖向位移传感器(10)的测量端与剪切盒顶盖(11)相配合。

3.根据权利要求1所述的野外粗粒土干湿循环条件下直接剪切试验装置，其特征在于：所述水平剪切装置包括水平千斤顶(5)、水平位移传感器(6)和水平力传感器(7)，水平千斤顶(5)的伸出端通过水平力传感器(7)与剪切盒(2)侧壁相顶，水平位移传感器(6)与水平千斤顶(5)相连接，水平位移传感器(6)的测量端与剪切盒(2)侧壁相配合。

4.根据权利要求1所述的野外粗粒土干湿循环条件下直接剪切试验装置，其特征在于：所述剪切盒(2)的顶部和底部具有一圈向外侧伸出的上沿(13)和下沿(14)，上沿(13)和下沿(14)之间连接有多块剪切盒肋板(15)，剪切盒肋板(15)与剪切盒(2)的侧壁相连接。

5.根据权利要求1所述的野外粗粒土干湿循环条件下直接剪切试验装置，其特征在于：所述剪切盒顶盖(11)由上板(16)和下板(17)组成，上板(16)和下板(17)之间连接多块斜肋板(18)，斜肋板(18)在上板(16)和下板(17)之间周向布置。

6.根据权利要求1所述的野外粗粒土干湿循环条件下直接剪切试验装置，其特征在于：所述直剪钢架(12)包括上支架和上支架两侧的侧支架，上支架的设置高度高于剪切盒(2)的顶面高度，两侧侧支架之间的距离大于剪切盒(2)的直径，水平剪切装置的端部与直剪钢架(12)的侧支架固定连接。

7.根据权利要求1所述的野外粗粒土干湿循环条件下直接剪切试验装置，其特征在于：所述剪切盒(2)处于地面土层(1)上方，粗粒土试样(4)为地面土层(1)的其中一部分。

8.一种野外粗粒土干湿循环条件下直接剪切试验装置的使用方法，其特征在于：包括如权利要求1所述的野外粗粒土干湿循环条件下直接剪切试验装置，具体步骤如下：

S1：在野外粗粒土地面土层(1)上刨挖试验坑，试验坑的中心处留有粗粒土试样(4)，粗粒土试样(4)的底部与地面土层(1)连为一体，粗粒土试样(4)到试验坑之间的空间能够设置水平剪切装置、竖向压力装置以及直剪钢架，在粗粒土试样(4)外侧套上剪切盒(2)，剪切盒(2)的底部触碰到试验坑坑底；

S2：对粗粒土试样(4)灌水饱和，并将加热棒(3)插入粗粒土试样(4)中，进行加热干燥，根据试验需求选择干湿循环处理的次数；

S3：吊放好直剪钢架(12)，使粗粒土试样(4)位于直剪钢架(12)的合适位置；

S4：安装水平千斤顶(5)、水平力传感器(7)、水平位移传感器(6)、竖向力传感器(8)、竖向位移传感器(10)，竖向千斤顶(9)；

S5：将水平力传感器(7)、位移传感器(6)，竖向力传感器(8)、位移传感器(10)连接到采集仪上，通过竖向千斤顶(9)施加相应的竖向荷载，此时竖向力传感器(8)有相应读数，竖向荷载施加到指定的数值；

S6：通过水平千斤顶(5)对粗粒土试样(4)施加水平荷载，直至将粗粒土试样(4)剪破坏，记录数值，并进行下一组试验。