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原文传递一种基于卸载作用的直剪试验装置及试验方法

专利名称：	一种基于卸载作用的直剪试验装置及试验方法
摘要：	本发明属于变形体力学测试技术领域，具体涉及一种基于卸载作用的直剪试验装置及试验方法。本发明包括剪切盒、顶板、气囊、传压垫、固定装置、吸水机构、进气管和移动机构；剪切盒由上盒和下盒构成，上盒是无盖、无底的矩形框结构，下盒是无盖的矩形盒状结构，上盒连接在下盒上；顶板连接在上盒上部；气囊、传压垫和吸水机构从上至下依次设置在顶板下方；固定装置固定连接在上盒外侧壁上；气囊与穿过上盒侧壁的进气管连通；剪切盒放置在移动机构上。本发明的法向力由气囊提供，施压更加均匀。本设备考虑了卸载条件下的直剪，卸载也通过气囊实现，可做使卸载更加平顺，而非瞬时卸载，更符合工程实际。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
发明人：	周恒;狄圣杰;吕佼佼;刘奉银
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T22:00:00+0805
申请号：	CN202010119107.3
公开号：	CN111189723A
代理机构：	西安吉盛专利代理有限责任公司
代理人：	王卫
分类号：	G01N3/24;G01N3/02;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/24;G01N3/02
申请人地址：	710065 陕西省西安市丈八东路18号西北勘测设计研究院
主权项：	1.一种基于卸载作用的直剪试验装置，其特征在于：包括剪切盒、顶板(5)、气囊(6)、传压垫(7)、固定装置(9)、吸水机构、进气管(19)、水平加压机构和移动机构；所述的剪切盒由上盒(8)和下盒(10)构成中空盒体，上盒(8)连接在下盒(10)上；所述顶板(5)连接在上盒(8)上部；所述气囊(6)、传压垫(7)和吸水机构从上至下依次设置在顶板(5)下方；所述固定装置(9)固定连接在上盒(8)外侧壁上；所述气囊(6)与穿过上盒(8)侧壁的进气管(19)连通；所述剪切盒放置在移动机构上；所述水平加压机构水平连接在移动机构侧壁上，水平加压机构与固定装置(9)分别设置在剪切盒两相对侧。 2.如权利要求1所述的一种基于卸载作用的直剪试验装置，其特征在于：所述的上盒(8)侧壁上端面上设置有限位槽(4)，所述顶板(5)下底面外沿设置有与限位槽(4)匹配的凸起。 3.如权利要求1所述的一种基于卸载作用的直剪试验装置，其特征在于：还包括气压表(1)和气压阀(2)；所述的气压表(1)和气压阀(2)设置在剪切盒外且与进气管(19)连接。 4.如权利要求1所述的一种基于卸载作用的直剪试验装置，其特征在于：所述的吸水机构为透水石(11)；所述的透水石(11)设置有两块，其中一块透水石(11)设置在下盒(10)内的底面上，另一块透水石(11)设置传压垫(7)下方。 5.如权利要求4所述的一种基于卸载作用的直剪试验装置，其特征在于：所述的透水石(11)形状与剪切盒内腔匹配。 6.如权利要求1所述的一种基于卸载作用的直剪试验装置，其特征在于：所述的移动机构包括移动台(12)和滚轮(14)；所述的移动台(12)的上表面设置有由于放置剪切盒的置物槽；所述的滚轮(14)固定连接在移动台(12)下底面。 7.如权利要求1所述的一种基于卸载作用的直剪试验装置，其特征在于：所述的水平加压机构包括压力驱动装置(15)、位移传感器(13)和测力计(16)；所述的压力驱动装置(15)通过驱动杆(18)连接在移动台(12)侧壁上，且压力驱动装置(15)与固定装置(9)分设于剪切盒的相对两侧；所述的测力计(16)设置在置物槽内侧壁上，且测力计(16)与固定装置(9)分别位于剪切盒的两相对侧；所述的位移传感器(13)与压力驱动装置(15)分设在移动台(12)的两相对侧。 8.如权利要求1所述的一种基于卸载作用的直剪试验装置，其特征在于：所述的气囊(6)的横截面形状与上盒(8)内腔形状匹配且与上盒(8)内侧壁贴合。 9.如权利要求1-8任意一项所述的一种基于卸载作用的直剪试验装置的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：按工程需要制取多份同类土样(17)；步骤二：将上盒(8)放置在下盒(10)上，将剪切盒整体放置在移动台(12)的限位槽(4)内，并将上盒(8)通过固定装置(9)与外部固定体固定；在下盒(10)内的底面上放置透水石(11)，然后将步骤一选取的一份土样(17)放置在剪切盒内，再将另一块透水石(11)放置在土样(17)上，另一块透水石(11)上放置传压垫(7)，随后将顶板安装在上盒(8)的限位槽(4)内并固定；步骤三：通过外设加压装置对气囊(6)进行加压，直到压力达到预设高压值；步骤四：对移动台沿水平方向施加预设水平剪力，并记录相应的测力计读数和位移传感器读数；步骤五：重复步骤一至步骤四，再进行四次试验，且每次试验将气囊(6)的压力按照预设卸压值直接从预设高压值卸压后，进行水平剪力加载，共得到多组试验数据；步骤六：将步骤五获得的多组试验数据，结合库伦强度理论得到抗剪强度中粘聚力c和摩擦角φ关系；步骤七：通过步骤六得到的粘聚力c和摩擦角φ关系，确定土样(17)抵抗剪切破坏的抵抗能力。 10.如权利要求9所述的一种基于卸载作用的直剪试验装置的试验方法，其特征在于：所述的步骤一中制取五份同类土样(17)；步骤三中压力预设高压值为300kPa；所述的步骤五中四次试验对气囊(6)卸压的值分别为50kPa、100kPa、150kPa、200kPa。
所属类别：	发明专利