[发明专利]一种可消除膜顺变效应影响的动静态三轴试验方法

说明书

一种可消除膜顺变效应影响的动静态三轴试验方法，基于激光式位移控制全表面变形测量装置和补偿装置实现。首先，安装压力室测量装置，制备砂砾料三轴试样，进行试样安装。其次，对饱和砂砾料三轴试样进行固结试验、逐级加载，对膜嵌入量随有效围压的变化进行准确测量。再次，继续进行三轴试样动力不排水加载试验。最后，根据膜嵌入量随有效围压变化的关系曲线计算补偿装置所应推入或吸出三轴试样内部的液体体积。本发明可以在准确测量膜嵌入量的前提下进行后续动静三轴试验，并针对膜嵌入量随有效围压的变化进行实时补偿；能够实现膜嵌入量随有效围压变化的精准测量，同时消除试验加卸载过程中膜嵌入效应对于三轴试样体积变形或孔隙水压力变化的影响。

技术领域

本发明属于土工试验技术领域，涉及一种可消除膜顺变效应影响的动静态三轴试验方法。

技术背景

橡皮膜作为三轴试验中的关键影响因素，其相关研究不甚充分，目前，人们仍无法充分考虑并消除橡皮膜对于实验的影响，导致结果可靠性不足，严重制约粗粒土动力研究的深入。因此，消除橡皮膜影响是粗粒土力学特性研究中的关键课题。

在三轴不排水试验中，橡皮膜主要存在顺变效应，即不排水试验中，有效应力的变化导致橡皮膜嵌入体积顺势改变而影响孔隙水压力真实表现的现象。其中，橡皮膜顺变性消除方法主要有物理缓解、仪器补偿和计算修正3类。物理缓解主要为处理试样外表面凹陷，如外表面涂抹硅橡胶或黏土、细砂充填孔隙或冷冻试样表面光滑切割等。但这类方法对试样带来的附加影响难以估计，且如涂胶法无法完全抵消橡皮膜顺变。仪器补偿需根据提前确定的橡皮膜嵌入体积，向试样内或特制的双层膜间进行及时补水，补偿因橡皮膜顺变导致试样局部排水影响，被认为可完全消除橡皮膜影响。计算修正基于三轴试验，从孔压发展角度对结果修正，得到相对真实的孔压发展规律，方法需根据大量复杂的工作建立合理孔压模型并获取可靠修正系数，在土动力学早期难以广泛开展，至今仍鲜有应用。综上，因应用效果、适用范围或理论发展等因素，橡皮膜顺变性消除方法在过去近20年应用甚少，未能取得更深入发展，阻碍着液化理论深化，导致当前的土壤液化研究，尤其是大颗粒粗粒土的液化研究，对其常避而不谈或选择性忽略。

由此可见，目前急需一种可以更好的消除橡皮膜顺变效应的措施以减少其对试验结果的影响，从而提高试验结果的精确度和准确性。

发明内容

本发明的目的是提出一种能较大程度消除橡皮膜顺变效应的装置的使用方法，在进行常规三轴不排水试验时，使用该方法对砂砾料三轴试验表面膜嵌入量进行精准的测量，且在试验过程中对于膜顺变效应进行实时补偿修正，以解决膜顺变效应对于试验结果影响的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的试验装置为：

一种可消除膜顺变效应影响的动静态三轴试验方法，用于对砂砾料进行力学特性等试验研究，基于压力室测量装置和补偿装置实现，其中压力室测量装置和补偿装置通过软管300连接，软管300上设有阀门。