本实用新型专利技术涉及一种用于岩土体现场水平推剪试验的装置，该装置包括一放置在试体顶端的前加肋钢板及前枕木和一固定在试坑内侧壁上的后加肋钢板及后枕木，前、后加肋钢板之间放置一安装有压力表的千斤顶，试体两侧的空隙中安装C型钢框架，前加肋钢板上面左右两端各有两个滚动轴承，该滚动轴承安置于所述C型钢框架中；试体两侧设置有侧面钢板，所述侧面钢板和试体之间空隙中各填充一个连通的气囊；本实用新型专利技术保证了前受力钢板自始至终保持竖直状态，排除了以往试验由于钢板受力不均造成倾斜所带来的误差，同时还保证了所施加的侧向压力的可控性，使得试验结果具有可比性，将三维问题转化为平面问题，简化了试验结果的分析。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及岩土工程力学中现场岩土体抗剪强度的测定，特别涉及用于岩土体现场水平推剪试验的设备。
技术介绍
岩土体的抗剪强度是岩土工程力学中最重要的力学参数之一，是天然土石混合体、人工提坝、土石坝以及路基等土石方工程稳定性分析的重要依据。目前，广泛应用的岩土体抗剪强度的现场测定方法主要有直接剪切试验和三轴剪切试验，本技术所涉及的岩土体现场水平推剪试验属直接剪切试验，现有岩土体现场水平推剪试验方法，如中国建筑工业出版社1994年的《岩土工程手册》一书中所述，该试验方法在试坑预定深处将试体加工成三面垂直临空的半岛状，如图1所示，该试验方法所用的主要设备有装有压力表的卧式千斤顶安装在试坑内，以后枕木为依托通过前枕木对试体施加压力，所述千斤顶和前枕木、后枕木之间设置有钢板，钢板的厚度以加力后不变形为限；试体的尺寸要求为高度大于最大粒径的5倍，高度和宽度之比为1/3 1/4，长度为宽度的0. 8 1. 0倍，并在试体两侧各挖约20cm宽的空隙，槽中放置塑料布，其上用挖出的土回填并稍加夯实；然后，将千斤顶的着力点对准矩形试体正面的1/3高度及1/2宽度处，以每15 20分钟内水平位移约4mm的缓慢速度施加水平推力，当试验进行到压力表读数达到最大值，若再继续加压，压力表读数不但不增加反而降低时，此时的压力表最大读数为最大水平推力Pmax ；松开千斤顶油阀，使油压表读数回落到某一稳定值继续加压，使压力表读数再次达到某一试验峰值， 此时压力表读数为最小的水平推力Riiin。这样，根据相关公式即可计算出所测岩土体的抗剪强度的相关参数，并由此确定出滑动面位置，测量滑动面剖面线上各点的距离和高度，绘制滑动弧线剖面图。从现有的岩土体现场水平推剪试验方法很容易看出其不足之处，其一就是试验中试体前端受千斤顶推力的前钢板没有采取任何的固定措施，这就使得前钢板在加载受力过程中由于受力不平衡容易产生倾斜，从而导致对试体的推力方向产生变化，最终造成试验的失败或最后数据结果的不准确性；其二就是试验中试体两侧的空隙中放置的是塑料布包裹的稍加夯实后回填的土，这就使得施加在试体两侧侧面上的力不但具有很大的随意性， 而且还使试体两侧受到剪应力，从而导致试验数据的不准确性；因此，现有的试验方法得到的试验结果很难反映实际情况，在实际应用上存在一定的局限性。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有的岩土体现场水平推剪试验方法中试体前端钢板在受力过程中无法保证始终竖直从而导致试体正面受力方向不稳定的缺陷，以及避免两侧面受回填土体摩擦阻力给最后分析结果所带来的影响，从而提供一种用于岩土体现场水平推剪试验的装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是框架组合式岩土体现场水平推剪试验装置，如图2所示，包括一放置在试体顶端的前加肋钢板及前枕木和一固定在试坑内侧后壁上的后加肋钢板及后枕木，前加肋钢板和后加肋钢板之间放置一安装有压力表的卧式微动千斤顶，其特征在于，试体两侧的空隙中分别安装有C型钢框架，该C型钢框架下方放置侧面钢板；所述侧面钢板与试体之间放置乳胶气囊，与试坑侧壁之间放置两个侧压千斤顶。所述两个C型钢框架由上部的C形滑道和下部的U形卡槽组成，由固定钢板和固定螺丝连接并保持C形滑道水平固定于试体两侧。所述前加肋钢板的上边缘两端各设置有两个滚动轴承，该滚动轴承镶嵌于C型钢框架的C形滑道内。所述侧面钢板上边缘镶嵌在U形卡槽中。所述试体两侧的乳胶气囊通过一条连通气压软管连接。所述试体两侧的四个侧压千斤顶通过一套连通油压软管连接。所述前加肋钢板前端面安装有四个记录位移量的百分表。所述乳胶气囊的外壁与试体的侧壁之间涂抹一层润滑油。本技术所产生的有益效果是本技术采用了在试体两侧安装框架并且把前钢板与框架结合在一起的方式，这样既使得钢板在受力移动过程中不会受到底面岩土体对钢板产生的摩擦阻力，也避免了钢板在受力不均勻的情况下产生的倾斜，从而保证了钢板在整个加载过程中始终保持竖直的状态不变，使得试体受到的正应力方向始终不变。同时，在试体侧面与钢板之间放置充气的乳胶气囊，并在乳胶气囊与试体接触面涂抹润滑油， 利用乳胶气囊的可变形特性，在加载过程中，使得乳胶气囊可以和试体的侧壁一起变形，在乳胶气囊和试体侧壁之间的摩擦力极大地减小，这样在试验过程中由于试体受力变形而引起的乳胶气囊和试体间的摩擦可以忽略不计，从而可以把试验过程真正简化为平面问题。 因此，本技术装置，可以保证对试体的正应力方向保持不变，且消除了试体两侧面上所受的剪应力，克服了现有的岩土体现场水平推剪试验装置存在的缺点，使得试验结果更加真实、可靠。附图说明 以下结合附图和实施例对本技术的具体实施方式作进一步说明。 图1为现有原位水平推剪法试验俯视图； 图2为本技术框架组合式岩土体现场水平推剪试§金装置的一实施例俯视图； 图3为本技术框架组合式岩土体现场水平推剪试§金装置的一实施例主视图； 图4为本技术框架组合式岩土体现场水平推剪试壤t装置的C型钢框架一实施例横截面图。 附图标示 卧式微动千斤顶1前枕木2后枕木3钢板 4试体5前加肋钢板6 后加肋钢板7C型钢框架8固定螺丝9 固定钢板10C形滑道11百分表12 侧压千斤顶13油压软管14滚动轴承15乳胶气囊16U形卡槽17试坑18侧面钢板19气压软管20破坏滑面2具体实施方式参照附图，将详细叙述本技术的具体实施方案。制作一框架组合式岩土体现场水平推剪试验装置，如图2、图3所示，前加肋钢板6 及前枕木2放置在试体5的顶端，后加肋钢板7及后枕木3固定在试坑18内侧壁上，前加肋钢板6和后加肋钢板7之间放置卧式微动千斤顶1 ；试体5两侧的空隙中分别安装一条C 型钢框架8，该C型钢框架8结构如图4所示，由上部的C形滑道11和下部的U形卡槽17 组成，C型钢框架8由固定螺丝9和固定钢板10固定于试体两侧，并保持C型钢框架8上部的C形滑道11水平；前加肋钢板6的上部两边顶端各安装有两个滚动轴承15，两边的两个滚动轴承15各安装在两边C型钢框架8的C形滑道11内，并且在前加肋钢板6前端面安置4个用来记录钢板位移量的百分表12 ；试体5两边C型钢框架8下部的U形卡槽17中分别安置侧面钢板19，侧面钢板19与试体5之间各放置一个乳胶气囊16，两边的乳胶气囊 16用一条气压软管20连通，侧面钢板19与试坑18侧壁之间各安装两个侧压千斤顶13，两边共四个侧压千斤顶13用一套油压软管14连通；本例中，C型钢框架8的安装高度按照以下标准，即前加肋钢板6上端滚动轴承15嵌入C形滑道11后，前加肋钢板6底端恰好悬离试坑18底面为宜；所述的乳胶气囊16与试体5侧壁之间涂抹一层润滑油，进一步保证乳胶气囊16与试体5侧壁之间只有正应力而没有剪应力。利用上述实施例制作的框架组合式岩土体现场水平推剪试验装置进行现场试验时的具体步骤如下(1)在试坑18中计划深度处将试体5加工成三面垂直临空的半岛状立方体，试体 5尺寸视土体粒径而定，并在试体5两侧各挖一与试体5深度相同、宽度为20 30cm的空隙；(2)在试体5正对面的试坑18后侧壁上固定后枕木3及后加肋钢板7，在试体5 前端放置前枕木2，把前加肋钢板6上端两端的两个滚动轴承15分别嵌入C型钢框架8上端的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．框架组合式岩土体现场水平推剪试验装置，包括：一放置在试体（５）顶端的前加肋钢板（６）及前枕木（１）和一固定在试坑（１８）内侧后壁上的后加肋钢板（７）及后枕木（２），前加肋钢板（６）和后加肋钢板（７）之间放置一安装有压力表的卧式微动千斤顶（１），其特征在于，试体（５）两侧的空隙中分别安装有Ｃ型钢框架（８），该Ｃ型钢框架（８）下方放置侧面钢板（１９）；所述侧面钢板（１９）与试体之间放置乳胶气囊（１６），与试坑（１８）侧壁之间放置两个侧压千斤顶（１３）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭捷，马凤山，赵海军，张亚民，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：11
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