[发明专利]用于空心圆柱扭剪试验装样设备的卯榫构件及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种室内土工试验空心圆柱扭剪试验装样辅助设备及其使用方法，特别是涉及一种消除顶帽等对空心圆柱土样产生较大初始压应力的装样设备的卯榫构件及利用该设备完成装样的方法。

背景技术

空心圆柱扭剪仪就实际应用而言，关键的试验技术在于装样过程，这是探究不同土质在主应力轴旋转等复杂路径下性状的技术保障。空心圆柱土样的上透水石、顶帽、顶盖质量过大，对于常用尺寸(外径100mm，内径60mm，高200mm)的英国GDS公司的动态空心圆柱系统和美国GCTS公司的动态空心圆柱扭剪仪上述三者的质量为2.8kg左右，折合为应力是5.5kPa。装样过程中，空心土样还未施加内外围压的情况下，三者的质量成为额外施加在土样上的轴向应力，使土体受到扰动；试验过程中，成为额外施加的轴向应力。

有基于此，提出本发明。

发明内容

针对现有技术的上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于空心圆柱扭剪试验装样设备的卯榫构件及其使用方法，其消除了顶帽等在装样过程中对空心圆柱土样产生的较大初始压应力，减小土体扰动。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于空心圆柱扭剪试验装样设备的卯榫构件，包括异型榫头和异型卯眼，所述异型榫头上设有安装圆形不锈钢销的销孔，且异型榫头上设有弧形槽口，所述异型卯眼设有平直槽口，所述弧形槽口和平直槽口内均设有立柱止滑片，所述异型榫头和异型卯眼之间设有上透水石顶帽顶盖止滑片。

所述的卯榫构件应用于空心圆柱扭剪试验装样设备上，所述的空心圆柱扭剪试验装样设备包括底盘，所述的立柱安装在底盘上，所述的立柱上安装有上盖板，所述的底盘上设有底座，所述卯榫构件将上透水石环抱捆紧，所述上透水石上设有顶帽顶盖，所述顶帽顶盖的上方连接有轴向滑动杆，所述的轴向滑动杆上设有定位螺丝。

所述的立柱为下端带螺纹的不锈钢立柱，所述的不锈钢立柱为三根，且三根不锈钢立柱呈正三角形布置在底盘上。

所述的上透水石顶帽顶盖止滑片的中间带有120°弧形。

所述的圆形不锈钢销为T型，且圆形不锈钢销的下端直径等于销孔直径。

一种用于空心圆柱扭剪试验装样设备的卯榫构件的使用方法，包括以下步骤：

(1)将上透水石、顶帽顶盖用螺丝拧好，然后依次与轴向滑动杆、轴向连接杆连接，对轴向荷载传感器读数清零，并将上透水石、顶帽顶盖依次拆卸下来，准备装样；

(2)将空心圆柱土样按照正常装样顺序安装到底座上，上透水石对中放置在空心圆柱土样上，保证上透水石接触到空心圆柱土样但没有应力作用，依次安装三个卯榫构件，首尾相连并将用上透水石环抱捆紧，销孔处插入圆形不锈钢销，即可将上透水石和三个卯榫构件连为整体，通过立柱止滑片固定于不锈钢立柱上；

(3)将顶帽顶盖依次安装到上透水石上，安装上盖板于三根不锈钢立柱上，顶帽顶盖连接到轴向滑动杆上，用定位螺丝固定于上盖板上，依次拆除圆形不锈钢销和三个卯榫构件，完成排气、翻乳胶膜，接反压控制器连接管后，罩上外围压压力室，将轴向滑动杆与轴向连接杆连接，电脑上设置轴向作动器，反馈改为“Axial Displacement”位移控制，拧松定位螺丝，轴向应力正常显示为零，即完成无扰动、无额外轴向应力的空心圆柱扭剪试验的装样。

本发明的有益效果如下：

本发明用于空心圆柱扭剪试验装样设备的卯榫构件及其使用方法，能够消除传统安装方法产生的较大初始压应力，减小土体扰动，使装样更稳定安全，试验数据更为可靠，为开展复杂应力条件下软粘土的试验研究提供了设备保障。同时装样设备经济成本低，结构简单、使用方便、省时省力、适用性强，各个设计环节合理而有效地利用了材料特性和试验经验，避免了试验仪器重复配置造成的资源浪费，从而达到了良好的试验效果。

附图说明

图1是利用本发明装样设备进行空心圆柱扭剪试验装样的示意图；

图2是本发明空心圆柱扭剪仪装样设备的俯视结构示意图；

图3是本发明的卯榫构件的俯视结构示意图；

图4是本发明的卯榫构件的立体结构示意图；

其中，底盘1、不锈钢立柱2、卯榫构件3、圆形不锈钢销4、顶帽顶盖5、上透水石6、空心圆柱土样7、底座8、异型榫头9、异型卯眼10、立柱止滑片11、上透水石顶帽顶盖止滑片12、销孔13、上盖板14、轴向滑动杆15、定位螺丝16。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。