[发明专利]一种便携式岩土原位直剪仪及土样抗剪切强度测试方法

说明书

本发明涉及土样检测装置技术领域，尤其涉及一种便携式岩土原位直剪仪及土样抗剪切强度测试方法，包括下剪切盒盒上剪切盒；所述直剪仪还包括支架；所述支架设置有竖直顶杆；所述下剪切盒设置有水平顶杆；所述上剪切盒设置有竖直位移百分表和水平位移百分表；所述下剪切盒的边缘设置有凹槽；当所述上剪切盒扣合于所述下剪切盒上时，所述上剪切盒的边缘嵌入所述凹槽内；所述凹槽内设置有多个滚珠。本发明适用于现场进行岩土原位直剪试验，便于携带、能够节省制样及试验时间，适于快速进行结构面直剪试验，可以提高结构面直剪试验的准确性、便捷性，并且具有结构简单、易于制作、操作方便和成本较低等优点。

技术领域

本发明涉及土样检测装置技术领域，尤其涉及一种便携式岩土原位直剪仪及土样抗剪切强度测试方法。

背景技术

土体的抗剪强度是描述土体力学强度的重要指标。通常是在室内利用直剪仪进行测定，将土样置于直剪仪上下金属盒之间，通过传压板和滚珠对土样施以一定的垂直压力，然后对下盒施加水平推力，使试样沿上下盒水平接触面发生剪切位移直至破坏。室内测试采用的土样尺寸通常较小，制样过程容易造成土体扰动甚至发生内部破坏。因此，为了避免土样发生过多扰动和提高测量的精度，而采用原位直剪测试。传统的岩土原位直剪仪存在诸多的局限性：

①试样的尺寸比较大，试样的制作过程比较缓慢。

②原位直剪仪器主要工作部件需固定在支撑框架上，体积庞大，多在比较平整的场地进行，对于场地条件复杂的试验点，原位直剪设备难以运输装配。

③原位直剪试验的试样剪切面比较大，要承受较大的竖向压力和水平推力，通常需要堆载，所需要的人力、物力较大，且通常在堆载下面进行数据观测，危险性较大。

④原位直剪试验的试样破坏发生在剪切盒与坑底土体交界处，此处的土体没有刚性约束，不能保证剪切破坏面是相对水平的，并且在不同的竖向压力作用下，剪切破坏面不能够保持形态的一致性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中问题，而提出的一种便携式岩土原位直剪仪及土样抗剪切强度测试方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种便携式岩土原位直剪仪，包括下剪切盒盒上剪切盒；所述下剪切盒与上剪切盒内为中空结构；所述直剪仪还包括支架；所述支架设置有竖直顶杆，所述竖直顶杆垂直向下抵向所述上剪切盒；所述下剪切盒设置有水平顶杆，所述水平顶杆水平抵向所述上剪切盒；所述上剪切盒设置有竖直位移百分表和水平位移百分表；

所述下剪切盒的边缘设置有凹槽；当所述上剪切盒扣合于所述下剪切盒上时，所述上剪切盒的边缘嵌入所述凹槽内；所述凹槽内设置有多个滚珠。

优选地，所述竖直顶杆与上剪切盒之间设置有承压板；所述承压板包括上承压板、下承压板；以及设置在上承压板与下承压板之间的滚杆。

优选地，所述竖直顶杆、水平顶杆分别连接两个不同的液压泵。

优选地，所述支架设置有横杆，所述横杆套设有套管，所述套管与所述竖直顶杆固定连接。

优选地，所述上剪切盒与下剪切盒之间设置有制动暗扣。

一种岩土原位抗剪强度测试方法，采用所述便携式岩土原位直剪仪，并通过以下步骤：

S1. 制作土样；

S2. 将步骤S1制备的土样放置于下剪切盒内，将滚珠均匀放入下剪切盒的凹槽内；

S3. 将上剪切盒套入土样上，将上剪切盒与滚珠完全接触；

S4. 用粉细砂将上剪切盒、下剪切盒与土样之间的缝隙填实；

S5.通过液压泵对竖直顶杆、水平顶杆施加作用力，记录竖直位移百分表、水平位移百分表的数值。