[发明专利]一种盾构泡沫改良渣土三轴剪切试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种盾构泡沫改良渣土三轴剪切试验装置及方法，旨在实现三向应力状态条件下盾构泡沫改良渣土抗剪强度的测量。为此，本发明实施例提供的盾构泡沫改良渣土三轴剪切试验装置，包括围压室、支撑网筒、加载控制系统以及数据采集系统，所述围压室内设有试样装载腔，所述试样装载腔由柔性膜以及固定设置在所述柔性膜两端的底座和轴向加载头围成，所述底座固定设置在所述围压室中，支撑网筒匹配套在所述柔性膜外，所述支撑网筒由两个能够开合的半圆筒组成，所述围压室上设有驱动两个所述半圆筒开合的驱动元件，两个所述半圆筒脱离所述柔性膜时，所述围压室内加载液给予所述柔性膜的初始围压，使试样装载腔内的试样能够保持自立。

技术领域

本发明属于土工试验技术领域，尤其涉及一种盾构泡沫改良渣土三轴剪切试验装置及方法

背景技术

在土木工程建设中,剪切试验因可以较好地反映土体受力变形直到破坏的全过程，且可以控制整个试验过程的排水条件，从而更加真实地反映出土体的受力状态，所以在土体强度测试试验中得到了广泛应用。土体抗剪强度指标是通过剪切试验获得,现有的剪切试验方法包括直剪试验和三轴剪切试验。

岩土体发生剪切破坏是引起岩土工程灾害的重要原因之一，因此准确测定岩土体的抗剪强度参数在岩土工程建设中具有重要意义。岩土体的抗剪强度参数是通过剪切试验获得,现有的剪切试验方法包括直剪试验和三轴剪切试验。但是对于盾构泡沫改良渣土因其具有一定的塑流性，土样往往没法自立，目前只能采用直剪试验测试其抗剪强度，但直剪试验无法控制试验过程的排水条件，而且剪切板没法给土样施加指定围压，此外受限于试验装置，剪切面是在某一预定的面上，应力和应变分布不均，无法反映土样真实剪切破坏面状态，所以用该直剪试验测试方法来研究强流动性土的抗剪强度存在着较大的弊端。

综上，有必要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种盾构泡沫改良渣土三轴剪切试验装置及方法，旨在实现三向应力状态条件下盾构泡沫改良渣土抗剪强度的测量。

为此，本发明实施例一方面提供的盾构泡沫改良渣土三轴剪切试验装置，包括：

围压室，所述围压室内设有试样装载腔，所述试样装载腔由柔性膜以及固定设置在所述柔性膜两端的底座和轴向加载头围成，所述底座固定设置在所述围压室中；

支撑网筒，匹配套在所述试样装载腔外，所述支撑网筒由两个能够开合的半圆筒组成，所述围压室上设有驱动两个所述半圆筒开合的驱动元件，两个所述半圆筒脱离所述柔性膜时，所述围压室内加载液给予所述柔性膜的初始围压，使试样装载腔内的试样能够保持自立；

加载控制系统以及数据采集系统，所述加载控制系统用于控制所述围压室内加载液的压力以及所述轴向加载头的轴向加载力，所述数据采集系统用于记录试样剪切时位移随时间的变化及各向所加压力随时间的变化。

具体的，所述底座上还设有排水管，所述排水管上设有排水阀，所述轴向加载头与所述试样之间以及所述底座与所述试样之间均设有透水石和滤纸。

具体的，所述加载控制系统包括用于测量所述试样剪切时位移变化的位移传感器以及用于测量所述围压室内加载液压力的第一压力计以及测量所述轴向加载头加载压力的第二压力计。

具体的，所述数据采集系统包括多通道数据采集仪和计算机，所述多通道数据采集仪与所述位移传感器、第一压力计和第二压力计电性连接，所述计算机与所述多通道数据采集仪电性连接。

具体的，所述围压室为一透明腔室。

具体的，所述柔性膜采用乳胶膜。

具体的，所述围压室内的加载液为水。

具体的，所述驱动元件为气缸或油缸。

具体的，所述柔性膜通过抱箍扎紧固定在所述底座和轴向加载头上。