一种模拟土体剪切变形的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于土木工程技术领域，涉及到一种模拟土体剪切变形的试验装置。其包括天然地基、沟槽、钻孔、桩周土、桩周土加固装置、加载装置、剪切变形测量装置、水平变形测量装置和采集终端；加载装置连接在沟槽某边的两壁上；剪切变形测量装置位于钻孔内；水平变形测量装置布设在与加载装置相对的沟槽一边的左侧壁上；加载装置、U型光缆、支位移计均通过线路与采集终端相连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术解决了传统剪切变形室内试验由于土体扰动所带来的误差问题；试验加载和采集装置成本低，且操作简单，变形量测采用传统点式位移计和光纤相结合，不仅可得到土体浅层变形和荷载关系，还可得到距剪切面不同深度处土体的变形规律。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于土木工程
，具体来说，涉及到一种模拟土体剪切变形的试验装置。
技术介绍
实验室一般使用小尺寸试件，不能完全确切地反映天然状态下的岩土性质，特别是对难于采取原状结构样品的岩土体。因而有必要在现场进行试验，测定岩土体在原位状态下的力学性质及其他指标，以弥补实验室测试的不足。土体原位测试是在工程地质勘查现场，在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测试，以获得所测土层的图例力学性质指标。与试验试验相比，原位试验不需经过钻探取样，直接测定岩土力学性质，土样受扰动次数和程度更少，更能真实反映岩土的天然结构。故被广泛应用于土体物理力学性能的测试中。但原位测试一般试验装置体积庞大，试验成本较高，试验周期比较长。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种经济省时、便捷高效的模拟土体剪切变形的试验装置。本技术所述的一种模拟土体剪切变形的试验装置，所述试验装置包括天然地基1、沟槽2、钻孔3、桩周土4、桩周土加固装置5、加载装置6、剪切变形测量装置7、水平变形测量装置8和采集终端9；桩周土4是由天然地基1挖除回字形的沟槽2所得到的正方形原状土体；钻孔3在桩周土4中心钻设；桩周土加固装置5沿桩周土4外侧四面布置，将桩周土4封闭，防止土体塌落；加载装置6连接在沟槽2某边的两壁上，其两端各有一块承压垫板A601和承压垫板B602；剪切变形测量装置7由沿钻孔3内布设的U型光缆701和回填到钻孔3内的回填材料702组成；水平变形测量装置8布设在与加载装置6相对的沟槽2一边的左侧壁上，其包括三支位移计801；加载装置6、U型光缆701、支位移计801均通过线路与采集终端9相连接。本技术所述的模拟土体剪切变形的试验装置，所述加载装置6布设于沟槽2槽深的1/3处，且在正式加载前需进行预加载。本技术所述的模拟土体剪切变形的试验装置，所述三支位移计801均布设于槽深的1/3处，在竖直方向分别位于桩周土边长的1/4、2/4和3/4处。本技术所述的模拟土体剪切变形的试验装置，所述剪切变形测量装置7中的回填材料702，其物理力学指标与天然地基相似，通过光缆的变形来量测钻孔的变形。与现有技术相比，本技术所述的模拟土体剪切变形的试验装置基于原始地基，解决了传统剪切变形室内试验由于土体扰动所带来的误差问题；试验加载和采集装置成本低，且操作简单，变形量测采用传统点式位移计和光纤相结合，不仅可得到土体浅层变形和荷载关系，还可得到距剪切面不同深度处土体的变形规律，可为土体力学理论研究提供基础数据。故该试验装置可广泛应用于市政、公路、铁路等原始地基土体抗剪切参数的测定。附图说明图1：试验装置平面图；图2：试验装置剖面图；天然地基-1、沟槽-2、钻孔-3、桩周土-4、桩周土加固装置-5、加载装置-6、承压垫板A-601、承压垫板B-602、剪切变形测量装置-7、U型光缆-701、回填材料-702、水平变形测量装置-8、位移计-801和采集终端-9。具体实施方式下面结合具体的实施例对本技术所述的模拟土体剪切变形的试验装置做进一步说明，但是本技术的保护范围并不限于此。实施例1一种模拟土体剪切变形的试验装置，所述试验装置包括天然地基1、沟槽2、钻孔3、桩周土4、桩周土加固装置5、加载装置6、剪切变形测量装置7、水平变形测量装置8和采集终端9；桩周土4是由天然地基1挖除回字形的沟槽2所得到的正方形原状土体；钻孔3在桩周土4中心钻设；桩周土加固装置5沿桩周土4外侧四面布置，将桩周土4封闭，防止土体塌落；加载装置6连接在沟槽2某边的两壁上，其两端各有一块承压垫板A601和承压垫板B602；剪切变形测量装置7由沿钻孔3内布设的U型光缆701和回填到钻孔3内的回填材料702组成；水平变形测量装置8布设在与加载装置6相对的沟槽2一边的左侧壁上，其包括三支位移计801；加载装置6、U型光缆701、支位移计801均通过线路与采集终端9相连接。所述加载装置6布设于沟槽2槽深的1/3处，且在正式加载前需进行预加载。所述三支位移计801均布设于槽深的1/3处，在竖直方向分别位于桩周土边长的1/4、2/4和3/4处。所述剪切变形测量装置7中的回填材料702，其物理力学指标与天然地基相似，通过光缆的变形来量测钻孔的变形。现有某高速公路黄土地基，需对土体抗剪切性能进行模拟试验。首先在天然地基上用钻孔钻一孔径为108mm，孔深为5m的钻孔。再以钻孔为中心，开挖一宽度40cm、深度60cm回字形沟槽，沟槽中间预留一边长为1m，截面为正方形的桩周土体。用保护装置将桩周土体封闭，防止土体坍塌。在钻孔内沿孔深垂直布设U型光缆，用回填材料填充密实，并将光缆于采集终端连接。选择桩周土一边中点，沿沟槽深1/3处，布设加载装置承压垫板，在天然地基相应位置，布设另一块承压垫板，将加载装置安装于两承压垫板之间，并将加载装置连接至采集终端。在加载装置对边相应位置，布设水平变形测量装置，深度为1/3槽深，水平分别为边长的1/2、1/4和3/4处，将位移计与采集终端连接。至此，模拟试验装置准备工作完毕，然后开始试验。首先进行预加载，加载装置施加10N压力，剪切变形装置和水平变形装置分别调零。然后进行分级加载，以500N位一级，进行加载，采集装置实时记录荷载值、钻孔变形曲线以及水平变形值。随时观察钻孔剪切情况，直至钻孔破坏。通过采集终端得到荷载和变形曲线，即可得到该出土体的抗剪切强度。与现有技术相比，本技术所述的模拟土体剪切变形的试验装置基于原始地基，解决了传统剪切变形室内试验由于土体扰动所带来的误差问题。试验加载和采集装置成本低，且操作简单，变形量测采用传统点式位移计和光纤相结合，不仅可得到土体浅层变形和荷载关系，还可得到距剪切面不同深度处土体的变形规律，可为土体力学理论研究提供基础数据。故该装置可广泛应用于市政、公路、铁路等原始地基土体抗剪切参数的测定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟土体剪切变形的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括天然地基(1)、沟槽(2)、钻孔(3)、桩周土(4)、桩周土加固装置(5)、加载装置(6)、剪切变形测量装置(7)、水平变形测量装置(8)和采集终端(9)；桩周土(4)是由天然地基(1)挖除回字形的沟槽(2)所得到的正方形原状土体；钻孔(3)在桩周土(4)中心钻设；桩周土加固装置(5)沿桩周土(4)外侧四面布置，将桩周土(4)封闭，防止土体塌落；加载装置(6)连接在沟槽(2)某边的两壁上，其两端各有一块承压垫板A(601)和承压垫板B(602)；剪切变形测量装置(7)由沿钻孔(3)内布设的U型光缆(701)和回填到钻孔(3)内的回填材料(702)组成；水平变形测量装置(8)布设在与加载装置(6)相对的沟槽(2)一边的左侧壁上，其包括三支位移计(801)；加载装置(6)、U型光缆(701)、支位移计(801)均通过线路与采集终端(9)相连接。

【技术特征摘要】
1.一种模拟土体剪切变形的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括天然地基(1)、沟槽(2)、钻孔(3)、桩周土(4)、桩周土加固装置(5)、加载装置(6)、剪切变形测量装置(7)、水平变形测量装置(8)和采集终端(9)；桩周土(4)是由天然地基(1)挖除回字形的沟槽(2)所得到的正方形原状土体；钻孔(3)在桩周土(4)中心钻设；桩周土加固装置(5)沿桩周土(4)外侧四面布置，将桩周土(4)封闭，防止土体塌落；加载装置(6)连接在沟槽(2)某边的两壁上，其两端各有一块承压垫板A(601)和承压垫板B(602)；剪切变形测量装置(7)由沿钻孔(3)内布设...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志杰，张军，赵紫阳，郭震山，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，山西交科公路勘察设计院，
类型：新型
国别省市：山西;14