[实用新型]基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机

说明书

本实用新型涉及一种大型侧限压缩试验、剪切试验一体机及土基沉降计算，至少包括主试验舱、液压升降系统、进排水系统、充排气系统、动力剪切系统、监测控制系统和框架等七个功能部分，以及土基沉降计算过程。通过设置主试验舱、加压板、进水设备、排水设备、热气流通装备、湿度计、电机、剪切板、自动控制、实时监测等一系列试验部件和措施，实现了土样的干湿循环过程和压缩试验、剪切力学试验。最后根据试验结果，提出了考虑干湿循环作用的土基沉降计算方案。本实用新型的优势在于能同时在干湿循环条件下实现土样的压缩特性和剪切特性试验，且解决了该条件下土基沉降的计算问题。实用新型同时配备计算机智能监测及伺服控制系统，提高了试验自动化程度。

技术领域

本实用新型涉及土工新型试验技术领域，具体涉及一种基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机，可实现试样的干湿循环、沉降监测、强度测试等内容，并为土基沉降计算提供依据。

背景技术

水电大坝的兴建，造就了库岸区特殊的水文地质环境。例如水库高填方、土石坝、滑坡等岩土工程在大坝正常运营后，将受到蓄排水所引起的周期性库水位升降的影响。该过程中，岩土体经历由干态到湿态再到干态等一系列的干湿循环过程，不光其沉降变形会受到最直接的影响，其剪切力学强度亦会发生劣化，从而危害到工程的安全。

干湿循环过程中，岩土体浸湿后会发生湿化变形，而再次干化过程中土颗粒亦会发生干裂破碎从而引起进一步变形。此外，干湿过程中土颗粒的破碎和粒间滑移过程导致土颗粒级配往细粒化发展，同时粒间胶结度、咬合度均会受到破坏，因此将引起岩土体强度的变化。综合来看，开展干湿循环过程中岩土体压缩沉降特性以及剪切强度劣化规律具有实际的工程背景。开发出合适的仪器开展相应的研究，对于土方工程干湿循环沉降计算，以及土方土坡工程的安全稳定性评价均具有重要意义。

目前为止，主要采用常规侧限压缩仪开展岩土体压缩试验，且亦有高校科研院所研究人员在常规压缩仪基础上开展岩土体湿化沉降变形研究，但仍尚少有合适的配套仪器设备及方法可对干湿循环条件下岩土体的压缩试验开展研究。同时，岩土体干湿循环过程中的剪切强度研究亦非常重要。因此，如能同时实用新型出一种适用于岩土体干湿循环过程中压缩特性研究和剪切强度特性研究的仪器，则可成为该领域研究提供重要手段。

基于上述内容，本实用新型致力于研发一种能基于干湿循环条件的岩土体侧限压缩试验和剪切试验一体机，解决了干湿循环过程中岩土体压缩特性和剪切强度特性的研究瓶颈。同时，与干湿循环试验相配套，专利提出了干湿循环条件下土方沉降变形的计算思路。

实用新型内容

基于现有土工仪器尚无法同时开展试样干湿循环过程中的压缩特性和剪切力学特性试验研究，以及目前尚少将干湿循环对岩土体压缩特性的影响考虑在土基沉降计算中，本实用新型旨在结合现有的高新技术，提供一种能基于干湿循环条件的侧限压缩试验、剪切试验一体机及土基沉降计算，以弥补当前土方工程研究中的不足。本实用新型不仅可测试岩土体干湿循环过程中的压缩特性参数，还可同时开展干湿循环过程中岩土体的剪切力学实验，研究干湿循环作用对岩土体剪切强度的具体影响。基于干湿循环压缩特性的研究，本实用新型提供了考虑干湿循环效应的土基沉降计算方法。此外，设备配套了计算机伺服控制系统，可自动控制轴向加载、转动剪切、进排水、充气干化等步骤。设备同时具备可研性强、工程意义大等创新性。

为解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案实现：

基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机，所述一体机包括：

水容器，所述水容器顶部具有可供充水装置向内注水的敞口，底部具有可打开和关闭的排水管；

侧限位壁，所述侧限位壁布置于所述水容器内部，与所述水容器底面彼此间隔适当的距离；在所述侧限位壁顶部和该距离空间内分别布置可供水流通过的上透水石和下透水石，使得上透水石、侧限位壁以及下透水石三者之间合围形成供填筑测试土样的围限空间；