本实用新型专利技术公开了一种隧道开挖土体电渗剪切实验装置，包括上下对应配合的上剪切盒和下剪切盒，上剪切盒的上土样腔与下剪切盒的下土样腔组合构成土样组合腔；下剪切盒的下土样腔底部连接有铜电极棒，上剪切盒的上土样腔中升降安装有活塞组件，活塞组件包括活塞和推轴，活塞组件与直流电源正极通过导线电连接，直流电源负极与铜电极棒通过导线电连接，直流电源负极与铜电极棒之间的导线上还电连接设有电流表和电压表；推轴顶端固定有加压框架上横梁。本实用新型专利技术可以进行土样电渗前、电渗过程中、电渗后三种情况下抗剪强度的实验，便于进行直接对比，能够揭示不同电压梯度和法向压力下土体抗剪强度演化情况。力下土体抗剪强度演化情况。力下土体抗剪强度演化情况。
【技术实现步骤摘要】
一种隧道开挖土体电渗剪切实验装置
[0001]本技术涉及隧道土体剪切试验领域，尤其涉及一种隧道开挖土体电渗剪切实验装置。
技术介绍
[0002]电渗法是一种利用电能对土体进行脱水加固的地基处理方法，该法具有排水速度快，对颗粒细小、渗透性低的土体有良好的加固脱水效果等优点，经常用于软土地基的排水固结，以提高地基土体的抗剪强度，防止地基发生剪切破坏。土体抗剪强度是进行岩土体稳定性分析和工程设计的基本参数，一般采用直剪切试验进行测定；传统剪切试验装置一般由上剪切盒、下剪切盒、垂直加压设备、剪切动力装置组成，其主要通过垂直加压方式来进行土体脱水，然后进行环形剪切试验。电渗法可以显著提高土体的抗剪强度，一般在土体电渗后采用微型十字板剪切仪对土体各点抗剪强度进行测量；所获得的参数为土体电渗后的不排水抗剪强度，无法反映电渗过程中土体抗剪强度的演化规律，且测试必须在电渗后进行，无法预先获得土体电渗后的抗剪强度参数，传统剪切试验装置无法进行电渗过程中的剪切试验。为了克服以上问题，可以将常规的土工直剪仪进行改造，开发一种可以进行电渗的土工试验直剪盒。
技术实现思路
[0003]本技术的目的在于
技术介绍
所指出的技术问题，提供一种隧道开挖土体电渗剪切实验装置，可以进行土样电渗前、电渗过程中、电渗后三种情况下抗剪强度的实验，便于进行直接对比，能够揭示电渗情况对土体抗剪强度的影响情况，同时可以揭示不同电压梯度和法向压力下土体抗剪强度演化情况。
[0004]本技术的目的通过下述技术方案实现：
[0005]一种隧道开挖土体电渗剪切实验装置，包括剪切力驱动装置，以及上下对应配合的上剪切盒和下剪切盒，上剪切盒具有上土样腔，下剪切盒具有下土样腔，上剪切盒的上土样腔与下剪切盒的下土样腔组合构成用于储放土样的土样组合腔；所述下剪切盒的下土样腔底部连接有铜电极棒，所述上剪切盒的上土样腔中升降安装有由导电材料制成的活塞组件，活塞组件包括升降滑动安装于上土样腔中的活塞和与活塞固定连接的推轴，活塞组件与直流电源正极通过导线电连接，直流电源负极与铜电极棒通过导线电连接，直流电源负极与铜电极棒之间的导线上还电连接设有电流表和电压表；所述下剪切盒与剪切力驱动装置动力连接，剪切力驱动装置用于驱动下剪切盒旋转剪切运动；所述推轴顶端固定有加压框架上横梁。
[0006]为了更好地实现本技术，所述下剪切盒的下土样腔底部设有由导电材料制成的下部透水石，下剪切盒底部设有与下土样腔连通的排水槽。
[0007]所述上剪切盒的上土样腔顶部设有由导电材料制成的上部透水石，上部透水石配合位于活塞底部。
[0008]本技术还包括支撑托架，所述下剪切盒放置于支撑托架上，所述加压框架上横梁上连接有加压框架竖向支撑杆。
[0009]所述上剪切盒贯穿设有上梢钉定位孔，所述下剪切盒上开有与上梢钉定位孔相对应的下梢钉定位孔，在上梢钉定位孔与下梢钉定位孔中活动装配有定位梢钉。
[0010]所述直流电源负极与铜电极棒之间的导线上还设有开关。
[0011]所述加压框架上横梁、上剪切盒、下剪切盒均由玻璃钢材料制造。
[0012]本技术较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0013]本技术可以进行土样电渗前、电渗过程中、电渗后三种情况下抗剪强度的实验，便于进行直接对比，能够揭示电渗情况对土体抗剪强度的影响情况，同时可以揭示不同电压梯度和法向压力下土体抗剪强度演化情况。
附图说明
[0014]图1为本技术的立体结构示意图；
[0015]图2为图1俯视方向的结构示意图；
[0016]图3为图2的B
‑
B剖视图；
[0017]图4为实施例中下剪切盒的结构示意图。
[0018]其中，附图中的附图标记所对应的名称为：
[0019]1‑
加压框架上横梁，2
‑
加压框架竖向支撑杆，3
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推轴，4
‑
上剪切盒，5
‑
定位梢钉，6
‑
活塞，7
‑
下剪切盒，8
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铜电极棒，9
‑
导线，10
‑
电流表，11
‑
电压表，12
‑
直流电源，13
‑
开关，14
‑
上部透水石，141
‑
下部透水石，15
‑
排水槽，16
‑
土样。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例对本技术作进一步地详细说明：
[0021]实施例
[0022]如图1～图4所示，一种隧道开挖土体电渗剪切实验装置，包括剪切力驱动装置，以及上下对应配合的上剪切盒4和下剪切盒7。上剪切盒4具有上土样腔，下剪切盒7具有下土样腔，上剪切盒4的上土样腔与下剪切盒7的下土样腔组合构成用于储放土样16的土样组合腔。如图1所示，下剪切盒7的下土样腔底部连接有铜电极棒8，上剪切盒4的上土样腔中升降安装有由导电材料制成的活塞组件，活塞组件包括升降滑动安装于上土样腔中的活塞6和与活塞6固定连接的推轴3，活塞组件与直流电源12正极通过导线9电连接，直流电源12负极与铜电极棒8通过导线9电连接，直流电源12负极与铜电极棒8之间的导线9上还电连接设有电流表10和电压表11；直流电源12负极与铜电极棒8之间的导线9上还设有开关13。下剪切盒7与剪切力驱动装置动力连接，剪切力驱动装置用于驱动下剪切盒7旋转剪切运动。推轴3顶端固定有加压框架上横梁1。
[0023]在一些实施例中，下剪切盒7的下土样腔底部设有由导电材料制成的下部透水石141，如图3、图4所示，下剪切盒7底部设有与下土样腔连通的排水槽15，可以增加电渗过程中的排水能力。上剪切盒4的上土样腔顶部设有由导电材料制成的上部透水石14，上部透水石14配合位于活塞6底部。上部透水石14与下部透水石141均由铁粉制造，既可以导电形成闭合回路，又具有透水作用。
[0024]为了便于对下剪切盒7、上剪切盒4的承载支撑以及下剪切盒7中水的排出，如图3所示，本技术还包括支撑托架，下剪切盒7放置于支撑托架上，加压框架上横梁1上连接有加压框架竖向支撑杆2，加压框架上横梁1两端分别添加荷载，或者通过垂直加压设备直接作用于加压框架上横梁1，或者通过加压杠杆连接荷载后与加压框架上横梁1连接，或其他方式向加压框架上横梁1、活塞组件施加垂直加压荷载力。
[0025]为了保证上剪切盒4、下剪切盒7在加压过程中不发生环形运动，在一些实施例中，如图1所示，上剪切盒4贯穿设有上梢钉定位孔，下剪切盒7上开有与上梢钉定位孔相对应的下梢钉定位孔，在上梢钉定位孔与下梢钉定位孔中活动装配有定位梢钉5。优选地，加压框架上横梁1、上剪切盒4、下剪切盒7均由玻璃钢材料制造。
[0026]本技术选择同样的土体按照同样的方法加压制备出两种土体，一种进行电渗土体抗剪强度测试本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种隧道开挖土体电渗剪切实验装置，包括剪切力驱动装置，其特征在于：还包括上下对应配合的上剪切盒（4）和下剪切盒（7），上剪切盒（4）具有上土样腔，下剪切盒（7）具有下土样腔，上剪切盒（4）的上土样腔与下剪切盒（7）的下土样腔组合构成用于储放土样（16）的土样组合腔；所述下剪切盒（7）的下土样腔底部连接有铜电极棒（8），所述上剪切盒（4）的上土样腔中升降安装有由导电材料制成的活塞组件，活塞组件包括升降滑动安装于上土样腔中的活塞（6）和与活塞（6）固定连接的推轴（3），活塞组件与直流电源（12）正极通过导线（9）电连接，直流电源（12）负极与铜电极棒（8）通过导线（9）电连接，直流电源（12）负极与铜电极棒（8）之间的导线（9）上还电连接设有电流表（10）和电压表（11）；所述下剪切盒（7）与剪切力驱动装置动力连接，剪切力驱动装置用于驱动下剪切盒（7）旋转剪切运动；所述推轴（3）顶端固定有加压框架上横梁（1）。2.按照权利要求1所述的一种隧道开挖土体电渗剪切实验装置，其特征在于：所述下剪切盒（7）的下土样腔底部设有由导电材料制成的下部透水石（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：王振中，张立，陆安，王磊，赵卿政，
申请(专利权)人：中铁发展投资有限公司，
类型：新型
国别省市：
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