[发明专利]负孔隙水压控制吸力的非饱和土直剪试验装置

摘要

本发明公开了一种负孔隙水压控制吸力的非饱和土直剪试验装置，包括直剪仪、土体含水量变化的测量系统和正负压力转换系统，土体含水量变化的测量系统由是干燥器、盛水容器和重量传感器组成，正负压力转换系统由正压力控制表、负压力控制表、压力转换器和空压机组成，加载系统包括垂直载加载系统和水平荷载加载系统，下剪切盒的底面与底座上表面之间通过移动副相对平行滑动。本发明在控制吸力时真实地再现非饱和土体的自然状态，精确测试非饱和土吸力对其抗剪强度的影响，同时使目前常用的非饱和土直剪仪结构简化，本发明非饱和土直剪试验装置仪器构造简单，操作方便，易于掌握。

主权项

一种负孔隙水压控制吸力的非饱和土直剪试验装置，主要包括直剪仪，所述直剪仪包括上剪切盒（1）、下剪切盒（2）、透水不透气的陶土板（7）和加载系统，所述陶土板（7）固定安装所述下剪切盒（2）内底部上，与所述陶土板（7）直接接触的下剪切盒（2）内底部的上表面设有螺旋槽（13），所述螺旋槽（13）与贯穿所述下剪切盒（2）的排水孔（11）连通，将土体试样（6）置入由上剪切盒（1）、下剪切盒（2）和剪切盒上盖（4）组合形成的直剪盒内，上剪切盒（1）和下剪切盒（2）的内腔形状相同且尺寸相等，形成环刀试样，土体试样（6）放在所述陶土板（7）上，在所述剪切盒上盖（4）下方设置透水石（5）压在土体试样（6）上表面上，其特征在于，还包括土体含水量变化的测量系统和正负压力转换系统，具体为：所述土体含水量变化的测量系统由是干燥器（21）、盛水容器（24）和重量传感器（25）组成，实时量测土体试样（6）含水量变化，在所述干燥器（21）内的底部设置所述重量传感器（25），所述重量传感器（25）上载有所述盛水容器（24），所述干燥器（21）的上口通过两孔塞（22）密封，穿过所述两孔塞（22）的导管（26）的一端直接伸到盛水容器（24）内的液面以下，其另一端与所述排水孔（11）连通，在所述导管（26）上设有开关阀门（10）；所述正负压力转换系统由负压力控制表（28）、正压力控制表（27）、压力转换器（29）和空压机（30）组成，另外一支导管（26）也穿过所述两孔塞（22），此导管（26）的一端与所述干燥器（21）内部导气连通，其另一端与所述空压机（30）的送气口连通，所述压力转换器（29）控制此导管（26）内的气体压力，所述正压力控制表（27）和负压力控制表（28）分别设于所述压力转换器（29）两侧的此导管（26）上；所述直剪盒直接与大气压连通，保持土体试样（6）的孔隙气压为零，与所述空压机（30）相连的导管（26）的伸入所述干燥器（21）的端部用通气不通水的滤纸（23）密封；所述加载系统包括垂直载加载系统和水平荷载加载系统，所述垂直载加载系统包括轴压杆（3）、底座（9）、加载杠杆系统（20）和竖向位移计，所述垂直载加载系统通过加载杠杆系统（20）对土体试样（6）上表面施加均匀竖向压力荷载，所述水平荷载加载系统包括推进器（16）、量力环（17）、水平位移计（18）和固定挡板（19），所述水平荷载加载系统通过量力环（17）对土体试样（6）侧面施加水平荷载及量测水平荷载，所述固定挡板（19）与所述加载系统的底座（9）固定连接，所述下剪切盒（2）的底面与底座（9）上表面之间通过移动副相对平行滑动。