一种接触面大变形剪切渗流试验装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种接触面大变形剪切渗流试验装置及使用方法，装置包括法向加载单元、法向压力传感器、水平加载单元、拉力传感器、水平位移计、剪切渗流耦合试验盒、密封单元、渗透水压单元、数据采集器和控制单元；水平加载单元连接剪切渗流耦合试验盒的底部，并沿平行接触面剪切方向设置；渗透水压单元包括依次连通的渗透水流进水通道、渗透水流进水口、渗透水流出水通道、渗透水流出水口和一对渗水压力体积控制器；渗透水流进水通道和渗透水流出水通道沿垂直接触面剪切方向设置。本发明专利技术的剪切路径和渗流路径明确，可实现剪切方向和渗流方向相正交的接触面渗透特性试验，能够真实模拟实际剪切变形与渗流过程相垂直的情况。

A large deformation shear seepage test device for contact surface and its application

【技术实现步骤摘要】
一种接触面大变形剪切渗流试验装置及使用方法
本专利技术属于岩土工程学中接触面的力学及渗透性
，尤其涉及一种接触面大变形剪切渗流试验装置及使用方法。
技术介绍
黏土因具有防渗能力好，适应和抵抗不均匀变形能力强的优点，被广泛用作高土石坝心墙防渗材料，在我国西部建设的两三百米级的高土石坝中发挥重要作用。由于心墙黏土与上下游坝壳和岸坡基岩等材料物理力学性质差别很大，在受自重应力及水荷载作用下易发生较大的剪切变形，这些接触部位同时存在剪切变形与渗流作用，且剪切变形方向与渗流方向接近于正交关系，若形成渗透通道，会严重威胁工程安全。因此，有必要开展大剪切变形作用下土-结构物接触面剪切渗流特性的试验研究，分析其剪切渗流机理，对工程建设具有重要的指导意义。现有的土-结构接触面的试验装置大多只能测定接触面力学特性，而考虑渗流冲刷作用的较少，且存在以下缺陷：1）专利“一种测定土体与结构物接触面渗流冲刷特性的试验装置”（CN101561378），专利技术了一种改进的三轴仪来测定接触面渗流特性，其缺点是试验剪切方向与渗流方向是平行的，不能研究剪切方向与渗流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接触面大变形剪切渗流试验装置，其特征在于，包括剪切渗流耦合试验盒和开设在所述剪切渗流耦合试验盒上的渗透水压单元；/n所述剪切渗流耦合试验盒包括上下对称设置的上剪切盒和下剪切盒；/n所述下剪切盒底部的一侧连接一水平加载单元；所述水平加载单元沿平行接触面剪切方向设置；所述水平加载单元上设置一拉力传感器；所述下剪切盒的侧面固定一水平位移计；所述下剪切盒的上端面开设一结构物安装槽；所述结构物安装槽外依次设置内圈密封凹槽和外圈密封凹槽；所述内圈密封凹槽内固定内防水构件；所述外圈密封凹槽内固定外防水构件；/n所述上剪切盒的顶部连接一法向加载单元；所述法向加载单元上设置一法向压力传感器；所述上剪切盒...

【技术特征摘要】
1.一种接触面大变形剪切渗流试验装置，其特征在于，包括剪切渗流耦合试验盒和开设在所述剪切渗流耦合试验盒上的渗透水压单元；
所述剪切渗流耦合试验盒包括上下对称设置的上剪切盒和下剪切盒；
所述下剪切盒底部的一侧连接一水平加载单元；所述水平加载单元沿平行接触面剪切方向设置；所述水平加载单元上设置一拉力传感器；所述下剪切盒的侧面固定一水平位移计；所述下剪切盒的上端面开设一结构物安装槽；所述结构物安装槽外依次设置内圈密封凹槽和外圈密封凹槽；所述内圈密封凹槽内固定内防水构件；所述外圈密封凹槽内固定外防水构件；
所述上剪切盒的顶部连接一法向加载单元；所述法向加载单元上设置一法向压力传感器；所述上剪切盒的下端面开设与结构物安装槽、内圈密封凹槽和外圈密封凹槽分别对应的试样安装槽、内圈固定槽和外圈固定槽；所述试样安装槽的尺寸小于所述结构物安装槽的尺寸；所述试样安装槽中的试样伸出所述试样安装槽；
所述渗透水压单元包括依次连通的渗透水流进水通道、渗透水流进水口、渗透水流出水通道、渗透水流出水口、第一渗水压力体积控制器和第二渗水压力体积控制器；
其中，所述渗透水流进水通道和所述渗透水流出水通道沿垂直接触面剪切方向设置；所述渗透水流进水通道设置于所述下剪切盒的一侧并引出，所述渗透水流出水通道设置于所述上剪切盒远离下剪切盒的一侧并引出；
所述渗透水流进水口和渗透水流出水口开设在所述内防水构件上；
所述第一渗水压力体积控制器与渗透水流进水口连接，所述第二渗水压力体积控制器与渗透水流出水口连接；
控制单元控制所述法向加载单元施加法向载荷至设定值，所述法向压力传感器通过数据采集器反馈信号至所述控制单元，以维持法向载荷的设定值；所述控制单元控制所述水平加载单元施加剪切力至设定值，所述拉力传感器通过所述数据采集器反馈信号至所述控制单元，以维持剪切力设定值；所述控制单元控制所述水平加载单元施加剪切位移至设定值，所述水平位移计通过所述数据采集器反馈信号至所述控制单元，以维持剪切位移设定值。


2.根据权利要求1所述的接触面大变形剪切渗流试验装置，其特征在于，所述内防水构件由一橡胶止水材料制成；所述外防水构件由橡胶截水材料制成。


3.根据权利要求1所述的接触面大变形剪切渗流试验装置，其特征在于，所述上剪切盒上设置围压进水孔和排气孔；所述围压进水孔沿平行接触面剪切方向设置；所述围压进水孔连接围压压力体积控制器。


4.根据权利要求3所述的接触面大变形剪切渗流试验装置，其特征在于，平行接触面剪切方向上，试样与试样安装槽之间形成空腔；所述围压水经所述围压进水孔进入所述空腔。


5.根据权利要求4所述的接触面大变形剪切渗流试验装置，其特征在于，进一步包括一对隔水条；平行接触面剪切方向上，所述隔水条固定在所述试样安装槽的内壁上；所述隔水条位于试样的两侧并贴合所述试样；所述隔水条位于所述空腔的下方以形成所述空腔的底部。


6.根据权利要求1所述的接触面大变形...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈家诚，沈振中，徐力群，马泽锴，张开来，杨超，李瑜，宁伟，吴蒙蒙，韩建忠，
申请(专利权)人：河海大学，洛阳栾川钼业集团股份有限公司，栾川县环境保护局，
类型：发明
国别省市：江苏;32