一种用来测定夯土墙的抗剪强度指标的三轴测试方法技术

本发明专利技术公开了一种用来测定夯土墙的抗剪强度指标的三轴测试方法，包括以下步骤：1)结合工程实际中夯土墙的制造工艺配制土样，配制土样所需的材料及其配比，其中，搅拌后所得土样的含水率要求与工程实际中夯土墙的制造工艺一致；2)按照夯土墙的施工工艺要求在击样筒中进行土样的夯实，得圆柱体试样；3)对圆柱体试样施加围压；再以剪切速率为每分钟0.5％‑1％的轴向应变对圆柱体试样进行剪切，直至圆柱体试样发生剪切破坏，记录和保存数据；4)绘制不同围压下破损应力圆的包络线，以求取圆柱体试样的抗剪强度参数粘聚力C及内摩擦角

【技术实现步骤摘要】
一种用来测定夯土墙的抗剪强度指标的三轴测试方法
本专利技术涉及一种三轴压缩试验方法，具体涉及一种用来测定夯土墙的抗剪强度指标的三轴测试方法。
技术介绍
夯土建筑因其绿色环保、保温隔热、取材简便、建造成本低等优势在我国村镇地区广泛存在、数量庞大。而夯土建筑多以夯土墙的形式存在于建筑中，夯土墙主要作为建筑物的围护结构，或是在1-2层的民居建筑中充当承重结构，它一般满足受拉和受压的承载力要求，大量的工程实践表明，夯土墙体的破坏形式主要表现为地震激励下的剪切破坏。为了确定夯土墙体在发生剪切破坏时的力学状态和破坏机理，进一步提升夯土结构的力学性能，指导夯土建筑在工程实践中的应用，采取有效的试验方法来测定夯土墙体的抗剪强度指标是十分必要的。目前测定土体抗剪强度指标的常用试验方法有直接剪切试验和三轴剪切试验，与直接剪切试验相比，三轴剪切试验时试件中的应力状态更加明确，剪切破坏面上应力分布也更加均匀，采用三轴压缩试验测得试件的抗剪强度指标更加精确。岩土工程领域对土样进行三轴试验时，一般先将圆柱体土样用橡胶膜包裹，固定在压力室内的底座上，施加围压时通过水泵向压力室内注入液体(通常为水)，使试样受到周围压力σ3，并使σ3在试验过程中保持不变；然后通过底座加载端以每分钟0.5％-1％的轴向应变剪切速率对试件进行加载直至试样破坏。然而夯土墙体和岩土工程领域研究的土样具有很大的差异，为了准确地测定出工程实践中夯土墙体的抗剪强度指标，最大程度地保证夯土试件的力学性能与实践中夯土墙体一致，所以实验前夯土试件的制备方法需要进一步思考；实验中施加围压时如何避免因橡胶膜外的液体渗入而导致夯土试件的力学性能受到影响，这些都需要深入地探讨，以确保更有效地利用三轴试验测定夯土试件的抗剪强度指标。因为现有的三轴压缩试验对于测定夯土试件的抗剪强度指标具有很大的局限性，主要体现为：现有的三轴实验中关于试样的制备方法不能够保证试样真实地反映出工程实践中夯土墙体的力学性能；另外在现有的三轴试验方法中对试件施加围压时，大多是通过压力室的液体隔着橡胶膜对试样施加围压作用的，但是这种方法无法避免实验过程中液体渗入进而影响夯土试件的力学性能，再者将橡胶膜套在试件上的操作过程非常艰难和繁琐，特别是当试件尺寸较大时，这一缺点更加突出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用来测定夯土墙的抗剪强度指标的三轴测试方法，该方法能够有效、准确地测定夯土试件的抗剪强度指标。为达到上述目的，本专利技术所述的用来测定夯土墙的抗剪强度指标的三轴测试方法包括以下步骤：1)结合工程实际中夯土墙的制造工艺配制土样，配制土样所需的材料及其配比，其中，搅拌后所得土样的含水率要求与工程实际中夯土墙的制造工艺一致；2)按照夯土墙的施工工艺要求在击样筒中进行土样的夯实，得圆柱体试样；3)将圆柱体试样的顶部及底部均布置滤纸，再置于仪器底座上，然后装上压力室的外罩，将轴压传力杆升高，然后使轴压传力杆对准试样帽的中心，均匀旋紧压力室与底座的连接螺丝，再通过GDSLab软件设置围压参数,利用压气泵向压力室内施加气压，待压力室内的气压达到指定的围压值，完成对圆柱体试样施加围压；再以剪切速率为每分钟0.5％-1％的轴向应变对圆柱体试样进行剪切，直至圆柱体试样发生剪切破坏，记录和保存数据；4)以法向应力为横坐标，剪应力为纵坐标，在横坐标轴上以破坏时的为圆心，以为半径，在应力平面上绘制破损应力圆，并绘制不同围压下破损应力圆的包络线，以求取圆柱体试样的抗剪强度参数粘聚力C及内摩擦角步骤2)中，当圆柱体试样的顶面不平整时，通过采用修复砂浆对顶面进行找平。步骤2)的具体操作为：对击样筒进行清洗及风干，然后再其内侧涂覆一层凡士林，然后分六层进行土样的击实，其中，每层加入需要的土样后击实到预设高度，再将表面袍毛，然后加下一层土样后进行击实，击完后整平试样两端，取出后称其重量，最后在室外环境下天然养护30天。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的用来测定夯土墙的抗剪强度指标的三轴测试方法在具体操作时，虑到夯土试件有别于岩土工程领域的试验土样，结合工程实践中夯土墙的制造工艺配制好土样，然后按照夯土墙的施工工艺要求在模具中进行夯实，得到符合规定的圆柱体试样，并将其放置在室外环境下天然养护30天，最大程度地保证所制备的试样的力学性能与工程实践中的夯土墙体一致，试验中利用压气泵向压力室施加气压，从而实现对试件施加的围压作用，操作方便、简单，避免常规方法中采用液体对试件施加围压时可能引起的因液体渗透影响夯土试件的力学性能的现象，有效、准确地测定夯土试件的抗剪强度指标。附图说明图1为土样配料的图片；图2a为夯实土料时加料的图片；图2b为夯实土料时对土料进行击实的图片；图3为将试样放置于天然环境中进行养护的图片；图4为将试样安置于底座的图片；图5为试验时所采用GDS大型三轴剪切仪的示意图；图6为用叉车将压力室放到主加载架上的图片；图7为加载前连接和准备好各个接头、仪器的照片；图8为对试件进行加载的照片；图9为数据处理时得到抗剪强度指标的原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参考图1，本专利技术所述用来测定夯土墙的抗剪强度指标的三轴测试方法包括以下步骤：1)结合工程实际中夯土墙的制造工艺配制土样，配制土样所需的材料及其配比，其中，搅拌后所得土样的含水率要求与工程实际中夯土墙的制造工艺一致；2)按照夯土墙的施工工艺要求在击样筒中进行夯实，得圆柱体试样；具体的，对击样筒进行清洗及风干，再在其内侧涂覆一层凡士林，然后分层进行击实，其中，分六层进行击实，每层加入需要的土样后击实到预设的高度，将再将表面袍毛，然后加下一层土样后进行击实，击完后整平试样两端，取出后称其重量，然后在室外环境下天然养护30天，其中，一组试样间的干密度差值以及与要求干密度的差值均小于等于0.02g/cm3，如图2a及图2b所示；3)将圆柱体试样顶部及底部均放置滤纸，然后再置于仪器底座上，当圆柱体试样的顶面不平整时，通过采用修复砂浆对顶面进行找平，如图4所示；然后装上压力室外罩，将轴压传力杆提高，然后使轴压传力杆对准试样帽的中心，均匀旋紧压力室与底座的连接螺丝，所采用的三轴剪切仪如图5所示；试验中施加围压时，先关闭所有阀门，然后通过GDSLab软件设置围压参数,利用压气泵向压力室施加气压，待压力室内的气压达到指定的围压值，完成对试样施加围压；再以剪切速率为每分钟0.5％-1％的轴向应变对圆柱体试样进行剪切，直至圆柱体试样发生剪切破坏，记录和保存数据，试验结束，如图6至图8所示；4)以法向应力为横坐标，剪应力为纵坐标，在横坐标轴以破坏时的为圆心，以为半径，在应力平面上绘制破损应力圆，并绘制不同围压下破损应力圆的包络线，以求取圆柱体试样的抗剪强度参数粘聚力C及内摩擦角如图9所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用来测定夯土墙的抗剪强度指标的三轴测试方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)结合工程实际中夯土墙的制造工艺配制土样，配制土样所需的材料及其配比，其中，搅拌后所得土样的含水率要求与工程实际中夯土墙的制造工艺一致；/n2)按照夯土墙的施工工艺要求在击样筒中进行土样的夯实，得圆柱体试样；/n3)将圆柱体试样的顶部及底部均布置滤纸，再置于仪器底座上，然后装上压力室的外罩，将轴压传力杆升高，然后使轴压传力杆对准试样帽的中心，均匀旋紧压力室与底座的连接螺丝，再通过GDSLab软件设置围压参数,利用压气泵向压力室内施加气压，待压力室内的气压达到指定的围压值，完成对圆柱体试样施加围压；再以剪切速率为每分钟0.5％-1％的轴向应变对圆柱体试样进行剪切，直至圆柱体试样发生剪切破坏，记录和保存数据；/n4)以法向应力为横坐标，剪应力为纵坐标，在横坐标轴上以破坏时的

【技术特征摘要】
1.一种用来测定夯土墙的抗剪强度指标的三轴测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)结合工程实际中夯土墙的制造工艺配制土样，配制土样所需的材料及其配比，其中，搅拌后所得土样的含水率要求与工程实际中夯土墙的制造工艺一致；
2)按照夯土墙的施工工艺要求在击样筒中进行土样的夯实，得圆柱体试样；
3)将圆柱体试样的顶部及底部均布置滤纸，再置于仪器底座上，然后装上压力室的外罩，将轴压传力杆升高，然后使轴压传力杆对准试样帽的中心，均匀旋紧压力室与底座的连接螺丝，再通过GDSLab软件设置围压参数,利用压气泵向压力室内施加气压，待压力室内的气压达到指定的围压值，完成对圆柱体试样施加围压；再以剪切速率为每分钟0.5％-1％的轴向应变对圆柱体试样进行剪切，直至圆柱体试样发生剪切破坏，记录和保存数据；
4)以法...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵祥，蔡恒立，周铁钢，宋治辰，高永苗，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61