[发明专利]结构性各向异性软黏土原位强度测试装置及方法

权利要求书

1.一种结构性各向异性软黏土原位强度测试装置，其特征在于：它包括同轴布置且无法绕该轴线相对转动的矩形十字板头（1）和三角形十字板头（2）；所述矩形十字板头（1）包括两片垂直交叉形成十字形的矩形板体Ⅰ（1-1），以及与板体Ⅰ（1-1）固定连接的中空探杆杆轴Ⅰ（1-2），两板体Ⅰ（1-1）的交叉线与杆轴Ⅰ（1-2）的轴线重合；所述三角形十字板头（2）包括两片垂直交叉成十字形的三角形板体Ⅱ（2-1），以及与板体Ⅱ（2-1）固定连接的探杆杆轴Ⅱ（2-2），两板体Ⅱ（2-1）的交叉线与杆轴Ⅱ（2-2）的轴线重合；所述杆轴Ⅱ（2-2）同轴可拆卸的安装于杆轴Ⅰ（1-2）内形成一个整体，同时两板体Ⅰ（1-1）分别与两块板体Ⅱ（2-1）一一对应拼接，且相对应的板体Ⅱ（2-1）与板体Ⅰ（1-1）位于同一平面内，所述板体Ⅱ（2-1）与板体Ⅰ（1-1）相接侧的边长与板体Ⅰ（1-1）宽度相等。

2.根据权利要求1所述的结构性各向异性软黏土原位强度测试装置，其特征在于：所述板体Ⅰ（1-1）的长度H为100mm、宽度D为50mm。

3.根据权利要求2所述的结构性各向异性软黏土原位强度测试装置，其特征在于：所述板体Ⅱ（2-1）为等腰直角三角形，其斜边的长度为50mm、直角边的长度a为mm。

4.一种利用权利要求1所述装置进行结构性各向异性软黏土原位强度测试的方法，其特征在于步骤如下：

a、在待测场地中以1m为直径作一个圆，并沿圆弧选定三个测试点（3），相邻两测试点（3）所夹圆弧对应的圆心角均为120°；

b、采用测试装置在其中一个测试点（3）进行原位十字板剪切测试，并记录下土体破坏时的扭力矩M₁；

c、将矩形十字板头（1）和三角形十字板头（2）分开，并分别采用矩形十字板头（1）和三角形十字板头（2）在余下两个测试点（3）进行原位十字板剪切测试，并分别记录下土体破坏时的扭力矩M₂和M₃，并且保证三次测试深度相同；

d、分别利用τfv=2(M1-M3)πD2H,]]>τfh=6(M2+M3-M1)πD3]]>和计算出竖直面抗剪强度、水平面抗剪强度和45°倾斜面抗剪强度，

式中τ_fv为竖直面抗剪强度，τ_fh为水平面抗剪强度，τ_45°为45°倾斜面抗剪强度，D为板体Ⅰ（1-1）的宽度，H为板体Ⅰ（1-1）的长度，a为板体Ⅱ（2-1）的直角边长度。