[发明专利]一种土体剪切带扩展过程观测方法

摘要

本发明公开了一种土体剪切带扩展过程观测方法，包括步骤一、取样采用取样环刀从待测试土体剪切带上多个不同深度处分别切取被测试土样；二、剪切试验及土体微观结构图像获取，获得待测试土体剪切带上多个不同深度处被测试土样的剪切测试结果；对被测试土样进行剪切试验及土体微观结构图像获取时，过程如下取样环刀及土样夹持、剪切试验、固化液滴入、土样底部平切、土样支顶、土样顶部平切、剪切缝内土体试样取出、剪切缝内土体试样后续加工和电镜扫描；三、剪切测试结果排序。本发明设计合理且操作简便、使用效果好，能简便获取土体剪切带上不同深度处的剪切强度和剪切位置处的微观结构，以便对土体剪切带扩展过程进行简便、直观观测。

主权项

一种土体剪切带扩展过程观测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、取样：采用取样环刀(2)从待测试土体剪切带上多个不同深度处分别切取被测试土样(1)，并对各被测试土样(1)的取土深度分别进行记录；所述被测试土样(1)为圆柱状且其上表面和下表面均为平面；步骤二、剪切试验及土体微观结构图像获取：对步骤一中所取的待测试土体剪切带上多个不同深度处的被测试土样(1)分别进行剪切试验及土体微观结构图像获取；其中，对任一个所述被测试土样(1)进行剪切试验及土体微观结构图像获取时，过程如下：步骤201、取样环刀及土样夹持：采用剪切夹具对内装被测试土样(1)的取样环刀(2)进行水平夹持；所述剪切夹具包括上夹具和位于所述上夹具正下方的下夹具，所述被测试土样(1)夹持于所述上夹具和所述下夹具之间；所述上夹具由三个从左至右布设的上夹持块拼装而成，三个所述上夹持块由左至后分别为左上夹持块(3)、中上夹持块(4)和右上夹持块(5)；所述下夹具包括位于左上夹持块(3)下方的左下夹持块(6)和位于右上夹持块(5)下方的右下夹持块(8)，所述左下夹持块(6)和右下夹持块(8)之间留有供被测试土样(1)的中部土体向下移动的移动通道，所述中上夹持块(4)的底部设置有能伸入至取样环刀(2)内部的上部顶推凸台(4‑1)；本步骤中，采用剪切夹具进行水平夹持时，使内装被测试土样(1)的取样环刀(2)水平夹持于所述上夹具和所述下夹具之间，并使被测试土样(1)位于中上夹持块(4)的正下方；此时，所述被测试土样(1)的上表面呈水平布设，且被测试土样(1)的上表面为待测试面；步骤202、剪切试验：采用竖向加载装置且通过中上夹持块(4)对步骤201中所述被测试土样(1)施加竖向压力，使被测试土样(1)发生剪切破坏，并计算得出被测试土样(1)的剪切强度；所述竖向加载装置位于中上夹持块(4)的正上方；发生剪切破坏后，所述被测试土样(1)的中部土体下移且其中部土体与左右两侧土体之间均形成一道剪切缝；步骤203、固化液滴入：将预先配制好的固化液滴入步骤202中两道所述剪切缝的内侧上部，通过所述固化液对所述剪切缝内侧上部的土体进行固化，固化后的土体为剪切缝内固化土体；所述固化液由环氧树脂、丙酮、乙二胺和邻苯二甲酸二丁酯按照100︰(130～170)︰(6～8)︰(1.8～2.2)的体积比均匀混合而成；步骤204、土样底部平切：采样切割刀具且沿取样环刀(2)的底面，对被测试土样(1)底部进行平切；步骤205、土样支顶：待所述剪切缝内侧上部的土体固化后，采用支顶工具将被测试土样(1)沿取样环刀(2)向上支顶，直至两道所述剪切缝的所述剪切缝内固化土体均移至取样环刀(2)外侧；步骤206、土样顶部平切：采样切割刀具且沿取样环刀(2)的顶面，对被测试土样(1)顶部进行平切；步骤207、剪切缝内土体试样取出：从步骤206中切割下来的土体中，取出所述剪切缝内固化土体作为剪切缝内土体试样；步骤208、剪切缝内土体试样后续加工：对步骤207中所述剪切缝内土体试样的待测试面进行切割、磨平和抛光处理，获得土体观测面；步骤209、电镜扫描：采用扫描电镜对步骤208中所述土体观测面进行扫描，并获得所述土体观测面的电镜扫描图像；本步骤中，电镜扫描完成后，获得该被测试土样(1)的剪切测试结果，该被测试土样(1)的剪切测试结果包括步骤202中计算得出的被测试土样(1)的剪切强度和步骤209中获得的所述土体观测面的电镜扫描图像；待所述待测试土体剪切带上多个不同深度处被测试土样(1)的剪切试验及土体微观结构图像获取过程均完成后，获得所述待测试土体剪切带上多个不同深度处被测试土样(1)的剪切测试结果；步骤三、剪切测试结果排序：按照被测试土样(1)的取土深度由上至下的顺序，从前至后对步骤二中获得的多个所述被测试土样(1)的剪切测试结果进行排序，排序后的多个所述被测试土样(1)的剪切测试结果为所述待测试土体剪切带上多个不同深度处的剪切测试结果，所述待测试土体剪切带上多个不同深度处的剪切测试结果组成所述待测试土体剪切带的扩展过程观测结果。