[发明专利]一种水力共同作用下土与结构物的接触特性试验仪及试验方法

摘要

一种水力共同作用下土与结构物的接触特性试验仪及试验方法。在大坝运行过程中，上游库水会沿着土与结构物间的接触面发生渗流，并在接触面上形成一定的水压力作用。在水压力的作用下接触面上的剪应力和抗剪强度会发生变化，发生既不同于土体又不同于结构的力学响应，这些响应最终会对工程结构造成不同程度的负面影响。本试验仪对常规直剪仪进行了改进，主要由剪切框、竖向加载电机、水平向加载电机、水压控制系统、数据采集系统、自反力架等部件组成，构造简单，使用方便。能够在不同水力条件下进行土与结构物的接触剪切试验，研究不同水力条件下土与结构物的接触特性。

主权项

一种水力共同作用下土与结构物的接触特性试验仪，其特征在于该试验仪由刚性传力杆（1），加压板（2），滚轮（3），顶盖（4），剪切框（5），结构物试件（6），透水石（7），刚性底板（8），橡胶管（9），水压控制系统（10），水平向位移传感器（11），刚性连接杆（12），水平向拉压力传感器（13），水平向加载电机（14），竖向加载电机（15），竖向位移传感器（16），竖向压力传感器（17），自反力架（18），数据采集系统（19），电机伺服控制器（20），可拆卸式滚轮（21）所制成；其中刚性底板（8）、水平向加载电机（14）和竖向加载电机（15）分别用螺栓固定安装在自反力架（18）上，水平向加载电机（14）和竖向加载电机（15）分别用导线与电机伺服控制器（20）相连，结构物试件（6）置于刚性底板（8）之上，结构物试件（6）中设置一个空腔，填满透水石（7），透水石（7）上部结构物试件（6）上布置有通水孔，橡胶管（9）的一端连接透水石，并贯通刚性底板（8），另一端连接着水压控制系统（10），剪切框（5）置于结构物试件（6）之上，并通过刚性连接杆（12）连接水平向拉压力传感器（13），进而连接水平向加载电机（14），剪切框（5）两侧与结构物试件（6）之间设有可拆卸式滚轮（21），剪切框（5）上放置顶盖（4），顶盖（4）和加压板（2）之间安装滚轮（3），加压板（2）与刚性传力杆（1）之间通过螺纹连接，刚性传力杆（1）上表面与竖向位移传感器（17）的工作端相接触，竖向压力传感器（16）固定在竖向加载电机（15）上，水平向位移传感器（11）用螺栓固定在自反力架（18）上，水平向拉压力传感器（13）、水平向位移传感器（11）、竖向压力传感器（17）和竖向位移传感器（16）分别用数据线与数据采集系统（19）相连。