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原文传递一种膨胀土直剪试验装置及抗剪强度测量方法

专利名称：	一种膨胀土直剪试验装置及抗剪强度测量方法
摘要：	一种膨胀土直剪试验装置及抗剪强度测量方法，所述装置包括应变式直剪仪、加载板，所述加载板设有限位结构和压力传感器，在试样浸水前施加较大上覆荷载，限位结构控制加载板的底面与试样上部透水石的顶面刚好接触，并确保试样不受上覆荷载的作用。所述测量方法：按公路土工试验规程静压制样，试样恒体积浸水，测量竖向膨胀力，以竖向膨胀力作为上覆荷载进行直剪试验，得到实验膨胀土的有效黏聚力和有效内摩擦角。本发明试验方法与装置简单、操作方便、结构合理、造价经济，确保直剪试验中，不同上覆荷载作用下试样剪切前微结构一致，解决了本领域长期以来不能准确获得膨胀土抗剪强度参数的问题，为膨胀土土建工程结构设计提供准确设计参数。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	长沙理工大学
发明人：	张锐;赵旭;郑健龙;蔡树生;兰天;龙明旭
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201910329655.6
公开号：	CN109946174A
代理机构：	长沙市融智专利事务所(普通合伙)
代理人：	颜勇
分类号：	G01N3/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	410076 湖南省长沙市天心区赤岭路45号
主权项：	1.一种膨胀土直剪试验装置，包括应变式直剪仪、加载板，其特征在于：所述加载板设有限位结构，当试样置于应变式直剪仪的剪切盒中泡水前，将加载板安装在应变式直剪仪的剪切盒上时，所述限位结构控制加载板底面与试样顶部透水石实现无间隙接触但不对试样施加荷载。 2.根据权利要求1所述的一种膨胀土直剪试验装置，其特征在于：所述加载板由下部圆柱体与上盖组成，所述上盖直径大于下部圆柱体的直径，在下部圆柱体柱身与上盖下底面之间构成一定位凸台，使加载板的横截面呈“T”形结构。 3.根据权利要求2所述的一种膨胀土直剪试验装置，其特征在于：所述加载板的下部圆柱体直径与应变式直剪仪的剪切盒内径相同，加载板的上盖直径大于应变式直剪仪的剪切盒内径。 4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种膨胀土直剪试验装置，其特征在于：在下部圆柱体上还套装有一限位卡环。 5.根据权利要求4所述的一种膨胀土直剪试验装置，其特征在于：所述加载板下部圆柱体上设有延伸至底面的凹槽，凹槽中设置有压力传感器，压力传感器与数据采集装置电连接；数据采集装置的输入端分别连接压力传感器、竖向位移计，输出端与外设电脑电连接。 6.根据权利要求6所述的一种膨胀土直剪试验装置，其特征在于：试样置于应变式直剪仪的剪切盒中，上下各设置1块透水石，加载板卡装在剪切盒上，设于其下部圆柱体凹槽中的压力传感器与设于上透水石上表面的垫片无间隙接触。 7.一种膨胀土抗剪强度测量方法，包括下述步骤：第一步：试样制备按公路土工试验规程JTG E40-2007中直剪试验规定，静压制备不少于四个干密度相同但饱和度不同的压实样；第二步：上覆荷载测量制样完成后，将土样放入剪切盒中，在试样上下各放置1块透水石，将加载板利用限位卡环卡装在剪切盒上，设于其下部圆柱体凹槽中的压力传感器与设于上透水石上表面的垫片接触，对加载板施加大于试样最大竖向膨胀力的荷载；然后，向剪切盒注水，直至压力传感器读数稳定，读取压力传感器的读数；第三步：慢剪将第二步得到的压力传感器读数作为上覆荷载，施加在加载板上，并卸除限位卡环；按公路土工试验规程JTG E40-2007的规定进行直剪试验，剪切结束，获得试样的极限抗剪强度，同时测定剪切后试样的含水率；按JTG E40-2007的规定进行数据处理，得到膨胀土的有效黏聚力和有效内摩擦角。 8.根据权利要求7所述的一种膨胀土抗剪强度测量方法，其特征在于：静压制样时，试样的干密度在试验膨胀土的最大干密度与膨胀饱和干密度范围内选择，试样的含水率按试验膨胀土饱和度50％～95％确定的。 9.根据权利要求7所述的一种膨胀土抗剪强度测量方法，其特征在于：试样浸水饱和过程，竖向膨胀力采用恒体积法量测。 10.根据权利要求7-9任意一项所述的一种膨胀土抗剪强度测量方法，其特征在于：施加荷载时试样不会被压缩，直剪试验中，对不同初始饱和度的试样施加等同于试样竖向膨胀力大小的上覆荷载，饱和过程试样不会发生膨胀，直剪前各个试样干密度与土体结构保持不变。
所属类别：	发明专利