CN204556409U - 一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置,包括：容纳土体试样的环剪切室，控制环剪切室的旋转速度的驱动组件，连接于上述环剪切室的围压控制装置；上述环剪切室包括：环形容纳槽，封闭上述环形容纳槽上的橡皮膜，封闭上述环形容纳槽下并带动上述土体试样移动实现剪切的转动圆盘。本实用新型结构简单，试验效果好，解决了过去只能通过刚性边界研究均质土体剪切破坏而不能真实的反应实际工程中均质土体剪切的破坏过程，并且传感器可以重复利用，节省成本。
Description
技术领域
一种试验装置，特别是一种土体试验装置。
背景技术
我国领土辽阔、人口众多，又是一个多山国家，山地、高原和丘陵占我国国土面积的高达69%，每年都会有大量的滑坡和泥石流等岩土体剪切破坏所致的地质灾害发生。研究岩土体材料沿着滑动面的剪切变形特性对进一步解释滑坡、泥石流等此类地质灾害机理有着重要的意义。目前，传统的岩土体接触面环剪试验装置均采用刚性边界。由于岩土体在发生剪切破坏过程中上部荷载并不会发生变化，且无变形的限制。因此采用传统的岩土体接触面环剪试验装置研究岩土体剪切破坏问题便会无法避免由于岩土体剪切过程中出现的应力集中现象，将会在很大程度上影响试验结果，使得测得的剪切力偏大，从而影响工程的安全性。
实用新型内容
为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于通过液压控制岩土体接触面剪切过程中的上边界压力，基于实际工程中所遇到的不同岩土体接触面剪切破坏问题，通过控制橡皮膜内部的液压，给上部岩土体以相应的均布压力荷载边界。通过底部的接触面剪切装置实现不同剪切速率、无限剪应变的环剪过程，整个试验过程中适时记录剪切力与液压波动等参数。本实用新型结构简单，试验效果好，解决了过去只能通过刚性边界研究岩土体接触面剪切破坏而不能真实的反应实际工程中岩土体在接触面发生剪切的破坏过程，并且传感器可以重复利用，节省成本。
为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：
一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置,其特征在于，包括：容纳土体试样的环剪切室，控制环剪切室的旋转速度的驱动组件，连接于环剪切室的围压控制装置；环剪切室包括：环形容纳槽，封闭环形容纳槽上的橡皮膜，封闭环形容纳槽下并带动土体试样移动实现剪切的转动圆盘。
前述的一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置,转动圆盘接触土体试样的部分设有凸起。
前述的一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置,凸起为条形凸起，凸起之间的中心点的连线为圆形
前述的一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置,环形容纳槽的内环为金属内环，上述环形容纳槽的外环为透明钢化玻璃外环。
前述的一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置,驱动组件包括：马达，连接于马达与环剪切室之间的力感应器。
前述的一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置,围压控制装置包括：压力控制机，连接于压力控制机与橡皮膜之间的阀门。
本实用新型的有益之处在于：本实用新型通过液压控制土体剪切过程中的上边界压力，基于实际工程中所遇到的均质土体内部发生剪切破坏的问题，通过控制橡皮膜内部的液压，给上部土体以固定的均布压力荷载边界；通过环剪装置下半部剪切室整体转动实现不同剪切速率、无限环剪过程，整个试验过程中适时记录剪切力与液压波动等参数。本实用新型结构简单，试验效果好，解决了过去只能通过刚性边界研究均质土体剪切破坏而不能真实的反应实际工程中均质土体剪切的破坏过程，并且传感器可以重复利用，节省成本。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图；
图2是本实用新型圆盘的一种实施例的俯视图；
图3是本实用新型圆盘的一种实施例的侧视图；
图中附图标记的含义：
1 环剪切室，2 环形容纳槽，3 剪切面，4环形容纳槽的内环，5环形容纳槽的外环，6 橡皮膜，7马达， 8 力感应器，9 阀门，10 压力控制机，11 土体试样,12 圆盘，121 凸起。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置,其特征在于，包括：容纳土体试样11的环剪切室1，控制环剪切室1的旋转速度的驱动组件，连接于环剪切室1的围压控制装置；环剪切室1包括：环形容纳槽2，封闭环形容纳槽2上的橡皮膜6，封闭环形容纳槽2下并带动土体试样11移动实现剪切的转动圆盘12；作为一种优选，环形容纳槽的内环4为金属内环，上述环形容纳槽的外环5为透明钢化玻璃外环；这样设计从而可以适时的观测并直观的记录土体流动的破坏过程。
环形容纳槽2内部装有待试验的岩土体，在环形容纳槽底部由一个表面粗糙的刚性接触圆盘12，由圆盘12的转动带动与圆盘12接触的土体发生转动，形成剪切面3。转动圆盘12接触土体试样11的部分设有凸起；作为一种优选，凸起为条形凸起，凸起之间的中心点的连线为圆形。凸起为了更好更高效的实现土体的剪切破坏。
驱动组件包括：马达7，连接于马达7与环剪切室1之间的力感应器8。围压控制装置包括：压力控制机10，连接于压力控制机10与橡皮膜6之间的阀门9。
根据试验所需的密实度，将试样装进环剪室中至设定的高度，在试验上部放置橡皮膜6，并封闭剪切室顶部。根据试验工况调节压力控制装置设定的法向压力。设定马达7转动速度，实现特定剪切速率下岩土体接触面环剪试验；扭力传感器开始读数并存储，此外可根据试验开始的时间结合设定的剪切速率，计算出不同时刻所对应的剪应变。本实用新型通过液压控制土体剪切过程中的上边界压力，基于实际工程中所遇到的均质土体内部发生剪切破坏的问题，通过控制橡皮膜6内部的液压，给上部土体以固定的均布压力荷载边界；通过环剪装置下半部剪切室整体转动实现不同剪切速率、无限环剪过程，整个试验过程中适时记录剪切力与液压波动等参数。本实用新型结构简单，试验效果好，解决了过去只能通过刚性边界研究均质土体剪切破坏而不能真实的反应实际工程中均质土体剪切的破坏过程，并且传感器可以重复利用，节省成本。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置,其特征在于，包括：容纳土体试样的环剪切室，控制环剪切室的旋转速度的驱动组件，连接于上述环剪切室的围压控制装置；上述环剪切室包括：环形容纳槽，封闭上述环形容纳槽上的橡皮膜，封闭上述环形容纳槽下并带动上述土体试样移动实现剪切的转动圆盘。
2.根据权利要求1所述的一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置,其特征在于，上述转动圆盘接触上述土体试样的部分设有凸起。
3.根据权利要求2所述的一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置,其特征在于，上述凸起为条形凸起，上述凸起之间的中心点的连线为圆形。
4.根据权利要求1所述的一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置,其特征在于，上述环形容纳槽的内环为金属内环，上述环形容纳槽的外环为透明钢化玻璃外环。
5.根据权利要求1所述的一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置,其特征在于，上述驱动组件包括：马达，连接于上述马达与环剪切室之间的力感应器。
6.根据权利要求1所述的一种柔性边界岩土体接触面环剪试验装置,其特征在于，上述围压控制装置包括：压力控制机，连接于上述压力控制机与橡皮膜之间的阀门。
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