[发明专利]一种不同围压条件下侧向变形测量方法

说明书

本发明涉及一种不同围压条件下的侧向变形测量方法，属于土工模型技术领域，其IPC分类号为E02B 1/02，E02D 33/00。本发明的测量方法，利用左右引伸杆及其他辅助装置，使侧向变形测量系统测量方向与竖向加载方向正交，可以有效消除竖直方向与水平方向间的影响，提高测量精度，实现了试样无论是在固结过程还是在竖向加载过程，试样压缩变形过程中各测量点始终为同一点，克服传统测量的缺陷。本发明的测量不但可以直接测量圆柱形试样侧向变形，而且也可以直接测量长方体试样的侧向变形，克服采用常规方法间接求得侧向变形的不足。

技术领域

本发明涉及一种不同围压条件下的侧向变形测量方法，属于土工模型技术领域，其IPC分类号为E02B 1/02，E02D 33/00。

背景技术

测试土体固结变形特征的室内大型三轴试验，一般都采用圆柱形试样，直径Ф为30cm，高度H为60cm或75cm，进行固结试验时在试样周围施加围压。根据《土工试验规程》(SL237-1999)中试样固结后高度、面积、体积分别采用公式(1)～(3)进行计算，主要假定固结过程中试样的不同高度位置处的侧向变形量相同，这种假定与实际有一定的出入，主要原因如下。

(1)由于室内大型三轴装置上的上帽和底座对试样两端的端部约束，试样固结结束时试样形状为两头大中间小的哑铃型，并不是等量缩小的圆柱形。

(2)土体本身的不均性，分层制样引起的各项异性等，导致固结试验过程中试样不同高度处侧向变形也不相同的。

因此，固结后试样实际面积与公式(2)计算结果存在一定偏差。

试样高度

h_c＝h₀-Δh_c (1)

试样面积

试样体积

V_c＝h_cA_c (3)

式中：

h₀-试样起始高度，cm；

V₀-试样起始体积，cm3；

Δh_c-固结下沉量，由轴向位移计测得，cm；

ΔV-固结排水量，cm3。

在大型三轴试验过程中，试样的轴向变形量通过测量轴向活塞相对位置来确定，而三轴试验过程中试样面积根据公式(2)求得，但该公式成立前提条件是在假定试样不同高度处的侧向变形量相同，与试验过程中试样实际面积有一定的出入，主要原因如下。

(1)无论是圆柱形试样还是长方体试样，大型三轴试验过程中，由于轴向压缩的作用试样中部出现鼓状现象。

(2)试样两端由于端部约束的影响，在剪切过程中试样两端界面尺寸变化可以忽略，采用公式(2)计算截面面积与实际有出入。

对于圆柱形试样，通过环形变形装置测量圆柱形试样的环向变形量进而求得试样的面积，主要是环形变形仪是一种柔性测量装置，通过张拉力使其紧贴在圆柱形试样橡皮膜表面，在大型三轴试验过程中随试样一起变形，从而测量试样的环向变形量，进而得到试样侧向平均变形。而对于长方体试样如果采用环形变形装置测量其侧向变形量，由于环形变形装置无法紧贴在长方体试样的橡皮膜表面，故而无法准确测量试样的侧向变形。

发明内容