本发明专利技术提供了一种旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置，其包括形成有压力室的装置本体，装置本体具有相对布置、以围构成压力室的上板件和下板件，在压力室内于上板件和下板件之间固连有接触土体，在接触土体上包覆有密封层，于接触土体内转动嵌装有刚性结构块；在装置本体外设有与刚性结构块传动连接，以驱使刚性结构块于接触土体内转动的驱动部，还包括设于装置本体上的、与接触土体的两端相连通的高压水进口和低压水出口，以及设于装置本体上与压力室相连通的进水口。本发明专利技术所述的旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置中接触面环境可与堤坝岸坡上的应力变形、渗流条件等因素吻合，以此可使装置的试验结果更符合实际情况而更有效。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土体力学特性测试
，特别涉及一种用于土体与结构接触面抗渗特性测定的旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置。
技术介绍
对土体接触面抗渗特性的研究，在堤坝等水体拦截工程的建设中有着非常重要的意义。土体与岸坡、混凝土构件等刚性结构的接触面易成为堤坝抗渗的薄弱环节。在载荷的作用下，土体与刚性结构的接触面可能发生大剪切变形，发生剪切变形后的接触面在高水头作用下可能成为水体集中渗流的通道。使堤坝中混凝土等刚性结构与土体接触面间的渗流量在设定的范围内，对保障堤坝安全，保护水体周边及下游人们群众的生命财产安全有着十分重要的作用。在接触面抗渗特性研究中，现有的试验方法仍存在着较大的局限性，其不能较好的与岸坡上的应力变形及渗流条件等因素相吻合，从而会导致试验结果的有效性较差，不具备较好的实际意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置，以能够更好的与岸坡上的应力变形及渗流条件等因素相吻合，增强试验结果的有效性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置，其包括形成有封闭的压力室的装置本体，所述装置本体具有相对布置、以围构成所述压力室的上板件和下板件，在所述压力室内于所述上板件和下板件之间固连有呈环状的接触土体，在所述接触土体的外周壁上包覆有密封层，并于所述接触土体内转动嵌装有圆柱形的刚性结构块；在所述装置本体外设有与所述刚性结构块传动连接，以驱使刚性结构块于接触土体内转动的驱动部，还包括设于所述装置本体上的、与接触土体及刚性结构块的两端相连通的高压水进口和低压水出口，以及设于所述装置本体上与所述压力室相连通的进水口。进一步的，所述高压水进口设于所述上板件上，所述低压水出口设于所述下板件上。进一步的，在所述上板件内形成有分水室，所述高压水进口连通于分水室，在上板件内还形成有多个连通于所述分水室与接触土体及刚性结构块端面之间的进水孔。进一步的，在所述下板件内形成有集水室，所述低压水出口连通于集水室，在下板件内还形成有多个连通于所述集水室与接触土体及刚性结构块端面之间的出水孔。进一步的，所述刚性结构块由混凝土或岩块制成。进一步的，所述接触土体的外径与其自身高度的比值不小于1。进一步的，在所述上板件和下板件上设有卡齿，在所述接触土体的两侧端面上设有与所述卡齿相卡合的卡槽。进一步的，所述驱动部为电机，所述电机的驱动端与刚性结构块的一端传动连接。进一步的，在所述刚性结构块内固定穿设有转轴，所述刚性结构块经由所述转轴转动设置在所述装置本体上，所述电机的驱动端与转轴传动连接。进一步的，在所述电机的动力输出端连接设有扭矩检测单元。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：(1)本专利技术所述的旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置，通过驱动部使刚性结构块转动，可在刚性结构块与接触土体的接触面上产生剪切位移，因剪切位移由旋转产生，可精确提供指定大小、指定速率的剪切位移，剪切位移的大小可为零至无穷大的任意值；本装置中接触土体中的渗流方向与接触面的剪切位移方向正交，可较好的再现堤坝中土体与岸坡接触面的应力和渗流条件，而本装置中接触土体外包覆密封层，并置于具有进水口的压力室内，可通过控制压力室内水压而精确控制接触面上的正压力，且能够保持接触面上正应力的恒定，因而本装置中接触面环境可与堤坝岸坡上的应力变形、渗流条件等因素吻合，以此可使装置的试验结果更符合实际情况而更有效。(2)设计分水室、集水室及进水孔和出水孔，可使高压水的压力更均匀地施加在接触土体和刚性结构块的断面上，也可使水流渗出端断面上的水压力均匀一致。(3)接触土体的外径与其自身高度的比值不小于1，可使接触土体及刚性结构块的厚度满足要求，以保证接触土体和刚性结构块不会沿横截面发生扭剪破坏。(4)设置相卡合的卡齿和卡槽可保证在刚性结构块转动时接触土体固定不动。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置的结构示意图；附图标记说明：1-底座，2-壳体，3-压力室，4-进水口，5-下盖板，6-上盖板，7-刚性结构块，8-接触土体，9-密封层，10-低压水出口，11-集水室，12-出水孔，13-高压水进口，14-分水室，15-进水孔，16-连接杆，17-紧固螺母，18-转轴，19-电机。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本专利技术涉及一种旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置，其包括形成有封闭的压力室的装置本体，所述装置本体具有相对布置、以围构成所述压力室的上板件和下板件，在所述压力室内于所述上板件和下板件之间固连有呈环状的接触土体，在所述接触土体的外周壁上包覆有密封层，并于所述接触土体内转动嵌装有圆柱形的刚性结构块；在所述装置本体外设有与所述刚性结构块传动连接，以驱使刚性结构块于接触土体内转动的驱动部，还包括设于所述装置本体上的、与接触土体的两端相连通的高压水进口和低压水出口，以及设于所述装置本体上与所述压力室相连通的进水口。本旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置通过驱动部使刚性结构块转动，可在刚性结构块与接触土体的接触面上产生剪切位移，因剪切位移由旋转产生，从而能够精确提供指定大小、指定速率的剪切位移，剪切位移的大小可为零至无穷大的任意值。本装置中接触土体中的渗流方向与接触面的剪切位移方向正交，可较好的再现堤坝中土体与岸坡接触面的应力和渗流条件。本装置中接触土体外包覆密封层，并置于具有进水口的压力室内，可通过控制压力室内水压而精确控制接触面上的正压力，且能够保持接触面上正应力的恒定。因而，采用本旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置，其接触面环境可与堤坝岸坡上的应力变形、渗流条件等因素吻合，以此可使装置的试验结果更符合实际情况而更有效。基于如上的设计思想，本实施例的旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置的一种示例性结构如图1中所示，其中装置本体包括设置在底座1上的内部中空、顶部开口的壳体2，压力室3即形成于壳体2内，且上述的围构成压力室3的上板件为盖合于壳体2开口处的上盖板6，而下板件则由对应于上盖板6布置本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置，其特征在于：包括形成有封闭的压力室的装置本体，所述装置本体具有相对布置、以围构成所述压力室的上板件和下板件，在所述压力室内于所述上板件和下板件之间固连有呈环状的接触土体，在所述接触土体的外周壁上包覆有密封层，并于所述接触土体内转动嵌装有圆柱形的刚性结构块；在所述装置本体外设有与所述刚性结构块传动连接，以驱使刚性结构块于接触土体内转动的驱动部，还包括设于所述装置本体上的、与接触土体及刚性结构块的两端相连通的高压水进口和低压水出口，以及设于所述装置本体上与所述压力室相连通的进水口。
【技术特征摘要】
1.一种旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置，其特征在于：包括形成有封
闭的压力室的装置本体，所述装置本体具有相对布置、以围构成所述压力室的
上板件和下板件，在所述压力室内于所述上板件和下板件之间固连有呈环状的
接触土体，在所述接触土体的外周壁上包覆有密封层，并于所述接触土体内转
动嵌装有圆柱形的刚性结构块；在所述装置本体外设有与所述刚性结构块传动
连接，以驱使刚性结构块于接触土体内转动的驱动部，还包括设于所述装置本
体上的、与接触土体及刚性结构块的两端相连通的高压水进口和低压水出口，
以及设于所述装置本体上与所述压力室相连通的进水口。
2.根据权利要求1所述的旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置，其特征在
于：所述高压水进口设于所述上板件上，所述低压水出口设于所述下板件上。
3.根据权利要求2所述的旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置，其特征在
于：在所述上板件内形成有分水室，所述高压水进口连通于分水室，在上板件
内还形成有多个连通于所述分水室与接触土体及刚性结构块端面之间的进水
孔。
4.根据权利要求2所述的旋转剪切式接触面抗渗特性试验装置，其特征在
于：在所述下板件内形成有集水...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓刚，湛正刚，张幸幸，卢吉，杨家修，张茵琪，范福平，张延亿，于沭，余弘婧，敬庆文，杨立伟，李维朝，温彦锋，殷旗，田继雪，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，华能澜沧江水电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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