The invention relates to a contact surface shearing triaxial test device and method, the device comprises a sample device, a pressure chamber, a pressure device and a data acquisition device. The base of the sample device is a composite base, the base of the hollow cylinder sample is a fixed base, and the core cylinder sample base that contacts the hollow cylinder sample can move up and down; the pressure device is composed of the surrounding pressure and the back pressure regulating device; the data acquisition device is used for the data acquisition of the axial displacement and volume deformation, axial force and pore water pressure of the soil. During the test, the application and control of load, the setting of shear rate and the data acquisition of axial displacement, volume deformation and pore water pressure are all controlled by computer. The device and method of the invention can test the stress and deformation characteristics of different soil contact surfaces under the condition of complex stress path, realize the indoor test research of triaxial shear of soil contact surface, the device is simple and easy to operate, and the test cost is low.
【技术实现步骤摘要】
接触面剪切三轴测试装置及方法
本专利技术属于接触面剪切试验装置
,具体涉及一种接触面剪切三轴测试装置及方法。
技术介绍
原位试验的场地条件完全真实,其试验结果相对可靠,但对于港口码头、高坝大库、桥梁隧道、地基基础、深海岩土等工程中的同种性质材料或不同性质材料的接触面问题,由于所处环境介质复杂、多相多场相互作用强烈、时空跨度大,进行现场全过程监测难度较大,而且成本较高。相比之下,室内模型试验在揭示接触面的作用机理、验证科学理论和解决工程技术难题时,更为灵活有效。目前,在接触面三轴剪切的相互作用分析中,基本都是考虑桩-土相互作用问题,而且对于研究土体中水的渗流、土层固结、应力水平、初始状态等因素的影响存在较大难度。人们对接触面相互作用的研究已取得一定成就,上海交通大学陈锦剑等人针对基坑开挖卸荷会导致桩基承载力损失和引起桩身拉力作用所带来的安全问题,研制了一套可控制复杂应力状态变化的桩土接触面三轴模拟试验仪,可以实现复杂应力状态下桩土接触面相互作用特性研究,该试验仪三轴压力室内接触面的法向应力采用气压加载,最大荷载为600kPa。该设备不适用于岩土材料接触面在三轴剪切作用下的摩擦特性,而且三轴压力室的荷载较小,难以满足高坝大库的要求。目前,对于同种或不同种岩土体的接触面在三轴剪切作用下的摩擦特性研究较少,尚无相应的试验测试装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有试验技术缺陷,提供一种接触面剪切三轴测试装置及方法,用于在室内试验中测量同种性质材料或不同性质材料之间接触面在复杂应力路径条件下及不同初始状态下的受力变形特性,从而实现接触面三轴剪切的室内试验 ...
【技术保护点】
1.一种接触面剪切三轴测试装置,其特征在于,包括试样装置、压力室(8)、加压装置和数据采集装置;所述试样装置设置于压力室(8)内,包括试样底座、试样帽及设置于试样底座上的试样;所述底座为复合型底座,包括空心环状固定底座(19)及中间的圆形底座(17),圆形底座(17)相对于空心环状固定底座(19)可以发生垂直位移;空心环状固定底座(19)上放置空心圆柱体状试样(14),圆形底座(17)上放置芯柱状试样(13);芯柱状试样(13)和空心圆柱体状试样(14)顶部设有试样帽(9);所述压力室(8)上方设有排气孔(7);所述加压装置通过相应管路与空心环状固定底座(19)相连并向试样施加压力,加压装置包括周围压力调节装置(27)和反压力调节装置(34);所述周围压力调节装置(27)通过周围压力管路连接至空心环状固定底座(19),与压力室(8)相连通,通过压力室(8)向试样施加周围压力;所述反压力调节装置(34)通过反压力管路连接至空心环状固定底座(19),与试样相连通,向试样直接施加反压力;所述数据采集装置用于采集试样在固结过程中的体积变形数据及剪切过程中的轴向位移、轴向力、孔隙水压力及体积变形 ...
【技术特征摘要】
1.一种接触面剪切三轴测试装置,其特征在于,包括试样装置、压力室(8)、加压装置和数据采集装置;所述试样装置设置于压力室(8)内,包括试样底座、试样帽及设置于试样底座上的试样;所述底座为复合型底座,包括空心环状固定底座(19)及中间的圆形底座(17),圆形底座(17)相对于空心环状固定底座(19)可以发生垂直位移;空心环状固定底座(19)上放置空心圆柱体状试样(14),圆形底座(17)上放置芯柱状试样(13);芯柱状试样(13)和空心圆柱体状试样(14)顶部设有试样帽(9);所述压力室(8)上方设有排气孔(7);所述加压装置通过相应管路与空心环状固定底座(19)相连并向试样施加压力,加压装置包括周围压力调节装置(27)和反压力调节装置(34);所述周围压力调节装置(27)通过周围压力管路连接至空心环状固定底座(19),与压力室(8)相连通,通过压力室(8)向试样施加周围压力;所述反压力调节装置(34)通过反压力管路连接至空心环状固定底座(19),与试样相连通,向试样直接施加反压力;所述数据采集装置用于采集试样在固结过程中的体积变形数据及剪切过程中的轴向位移、轴向力、孔隙水压力及体积变形数据。2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述周围压力调节装置(27)包括周围压力阀(28)、压力源(29)和周围压力控制器(30);所述压力源(29)沿周围压力管路经周围压力阀(28)向压力室(8)输入压力,所述周围压力控制器(30)用于控制压力源(29)的大小、周围压力的加载及卸载。3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述反压力调节装置(34)包括压力源(29)和反压力控制器(36);所述压力源(29)沿反压力管路依次经体变量测管(35)、体变量测管阀(33)向试样输入反压力;所述体变量测管(35)通过管路连接至试样帽(9)和空心环状固定底座(19)与试样相连通,测量试样在固结过程及发生剪切过程中的体积变化;所述反压力控制器(36)用于控制压力源(29)的大小、反压力的加载及卸载。4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述数据采集装置包括孔隙水压力量测装置(22),孔隙水压力量测装置(22)经孔隙水压力量测管路连接至空心环状固定底座(19),与试样相连通;所述孔隙水压力量测装置(22)包括量管阀(23)、量水管(24)、孔隙水压力阀(25)...
【专利技术属性】
技术研发人员:李小梅,蔡正银,张民,王芳,韩林,武颖利,傅中志,袁龙,任国峰,
申请(专利权)人:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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