[发明专利]一种剪应力测试装置和方法

说明书

本发明属于岩土工程实验剪切面局部点应力测试领域，具体是一种剪应力测试装置和方法，剪应力测试装置包括传载体、承载体、传感器和应变仪，所述传载体位于所述承载体内，并可在所述承载体内滑动，所述传感器呈环状，其内壁贴有应变片，所述应变片通过线路与所述应变仪连接，所述传感器位于承载体内，并可被所述传载体在所述承载体内的滑动挤压。有益效果是结构简单，操作便利，能够测得岩土结构面上局部点的剪应力。

技术领域

本发明属于岩土工程实验剪切面局部点应力测试领域，具体是一种剪应力测试装置和方法。

背景技术

在岩土工程结构工程试件试验剪应力的测定方法：用贴应变片测量其在试验式的应变通过公式换算出剪应力，其属于间接测量。众所周知，结构试件(混凝土试件、钢结构试件等)天生具有贴片方便、可靠的优点，这一测量方法沿用至今，也取得了大量的科研成果。

岩土工程试验中都是利用传感器来测量土体的剪应力，且都是平均意义下的结果。如普通直剪实验利用应力环的变形来测量剪应力值，其中最大的缺点就是所有的测量都是平均值，平均值只代表平均水平，不能代表某点的具体值。试验试件的尺寸越大误差就越大，尺寸越小越接近实际情况，其实大型粗粒土直剪、压缩试验机测量出来的剪应力值误差是偏大的。总的说来，近几十年来，作为经典土体剪应力的测量方法没有太大的变化，而且模型实验深部滑面剪应力无法用现有仪器测量是一件遗憾的事情，大量的学者研究结构面上的剪应力分布提出了各种各样的数学模型，但是都是从理论上推导的结果，试验测量出结构面上局部点的剪应力数值几乎没有，原因就是没有测量深部滑面剪应力的设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，操作便利，能够测得岩土结构面上局部点的剪应力的剪应力测试装置和方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种剪应力测试装置，包括传载体、承载体、传感器和应变仪，所述传载体位于所述承载体内，并可在所述承载体内滑动，所述传感器呈环状，其内壁贴有应变片，所述应变片通过线路与所述应变仪连接，所述传感器位于承载体内，并可被所述传载体在所述承载体内的滑动挤压。

进一步，所述传载体呈矩形块状，所述承载体呈顶部开口的矩形盒状，所述传载体与所述承载体相互接触侧壁之间设有滚轴排。

进一步，所述承载体的顶部开口对应所述传感器的位置设置有覆盖所述传感器的挡板。

进一步，所述承载体对应所述传感器的侧壁上开设有入线孔，所述线路远离所述应变仪的一端穿过所述入线孔与所述应变片连接。

进一步，所述传感器为钢质圆环。

进一步，所述传载体由混凝土或岩石或水泥砂浆或土壤制成。

采用上述剪应力测试装置检测岩土结构面上局部点的剪应力，包括以下步骤：

S1、测量所述传载体上表面的面积A，采用F-n关系曲线标定装置标定得出力F与应变数n的关系曲线；

S2、在模拟岩土的表面预留所述承载体的槽子并预埋接线管；

S3、将所述承载体放入所述槽子，所述承载体的表面与模拟岩土的表面齐平且所述传载体的材料与模拟岩土材料一致，将所述线路远离所述传感器的一端穿过所述接线管与所述应变仪相连，检查应变仪与传感器接通，完成剪应力检测装置的安装；

S4、在模拟岩土表面填埋有覆盖所述承载体的土料；

S5、所述土料在所述承载体表面变形或滑动产生力F，该力F带动所述传载体在所述承载体内滑动，所述传感器被所述传载体挤压受到该力F，所述应变仪记录所述传感器每个受力点应变数n的变化过程；

S6、通过应变仪记录的应变数和传感器已标定的力F和应变数n的关系曲线得出力F，再通过τ＝F/A得出得出所述传载体上表面各点的剪应力τ。