[发明专利]基于直剪试验的各向异性土样的电阻率测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于直剪试验的各向异性土样的电阻率测试装置及方法。属于岩土工程领域，包括全自动直剪装置，所述全自动直剪装置包括垂直加载系统、水平剪切系统及电阻率测试系统；所述垂直加载系统包括液压缸、液压杆及压力传感器等设备；所述水平剪切系统包括电动机、激光位移传感器、推力杆、活动支座、分层式剪切盒、H型悬空底座、工作台及固定支座等；所述电阻率测试系统包括铜质伞状螺栓电极、电阻率测试仪及电路切换器；本发明通过分层式剪切盒对不同剪切面进行剪切，并通过在各个面布置的多个铜质螺栓状电极同步测得不同剪切应力下的各向异性电阻率，以评价在施加不同竖向压力下对多个剪切面剪切后的各向异性电阻率变化规律。

技术领域

本发明属于岩土工程领域，涉及一种基于直剪试验的各向异性土样的电阻率测试装置及其测试方法。

背景技术

现有技术中，电阻率是用于表示各种物质电阻特性的物理量，是一种反映物质对电流阻碍作用的属性，其对于土壤结构特性的表征具有重要意义，在岩土工程中被广泛应用；土样在外力作用下使土样的应力状态发生变化，都会导致土样受到的应力超过其剪切强度，土样就会开裂产生裂隙，而对于存在裂隙的土样，其电阻率会存在各向异性，现有的基于剪切实验测试电阻率的装置原理上认为剪切后的整体土样电阻率是一致的，所得到的电阻率数据不能准确的分析存在裂隙的土样结构特性，从根本上忽略了各向异性这一重要特性。

在对土样各向异性电阻率的研究当中，不仅仅需要考虑实际工程中土样会存在多个裂隙，还需要考虑野外实际土样结构是错综复杂的，所以在此类研究中需要设计一种能够得到各向异性土样的制样方法及能够充分考虑土样多个裂隙并可以对土样各个位置进行不同方向的电阻率测试装置。

发明内容

发明目的：本发明的目的是一种基于直剪试验的各向异性土样的电阻率测试装置及其测试方法，其以评价在施加不同竖向压力下对多个剪切面剪切后的各向异性电阻率变化规律。

技术方案：本发明所述的基于直剪试验的各向异性土样的电阻率测试装置，包括可同步测试电阻率的全自动直剪装置；

所述可同步测试电阻率的全自动直剪装置包括垂直加载系统、水平剪切系统及电阻率测试系统；

所述垂直加载系统包括横梁(5)、液压杆(6)、液压缸(7)及压力传感器(8)，

所述水平剪切系统包括调速开关(1)、电动机(2)、工作台(3)、应力传感器(4)、H型悬空底座(14)、分层式剪切盒(16)、推力杆(17)、活动支座(18)、固定支座(19)、激光位移传感器(22)及滑珠(23)，

所述电阻率测试系统包括电阻率测试仪(10)、电路切换器(11)、铜质伞状螺栓电极(20)及导线(21)。

进一步的，所述横梁(5)安设在工作台(3)上端的一侧，所述电阻率测试仪(10)及电路切换器(11)分别安设在横梁(5)上端的两侧、且两者之间通过导线(21)相互连接；

所述H型悬空底座(14)安设在工作台(3)上、所述横梁(5)的内侧；

在所述H型悬空底座(14)的上端安设有若干层由单剪切盒组合而成的分层式剪切盒(16)，在各单剪切盒的侧壁上均布安设有4对铜质伞状螺栓电极(20)，所述铜质伞状螺栓电极(20)通过安设的单向锁死螺纹(2001)穿设在所述分层式剪切盒(16)开设的电极孔(2002)中；

所述铜质伞状螺栓电极(20)通过导线(21)连接在所述电路切换器(11)上；

在所述分层式剪切盒(16)的上端安设有上盖板(9)，在所述分层式剪切盒(16)的下端、与H型悬空底座(14)之间安设有下盖板(15)；