[发明专利]一种具有竖向反力架的岩土大剪试验系统及方法

权利要求书

1.一种具有竖向反力架的岩土大剪试验系统，其特征在于，包括：

竖向施力单元，所述竖向施力单元包括竖向反力架、竖向施力模块和滚排，所述竖向施力模块的两端通过承压板分别抵靠在所述滚排上和试样顶面，所述试样放置在所述竖向反力架的底座上；

剪切单元，所述剪切单元包括上下设置的上盒和下盒，所述上盒套设在所述试样上部，所述下盒套设在所述试样下部，所述下盒放置在所述底座上；

水平施力单元，所述水平施力单元的一端抵靠在所述上盒上，所述水平施力单元远离所述上盒的一端抵靠在支撑物上，所述水平施力单元用于产生剪力；

水平尺，所述水平尺固定在所述下盒上，所述水平尺用于测试所述上盒的水平位移。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述承压板包括上承压板和下承压板，所述竖向施力模块上端通过所述上承压板抵靠在所述滚排上，所述竖向施力模块下端通过所述下承压板抵靠在所述试样顶面。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述竖向反力架的顶板内侧设置插槽，所述滚排和所述上承压板上下依次插设在所述插槽内。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述底座与所述顶板之间通过竖板连接。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述竖向施力模块为竖向千斤顶，所述竖向千斤顶连接液压泵。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上盒和所述下盒均为由前侧面、后侧面、左侧面、右侧面四个侧面组成的框式结构。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水平施力单元为水平千斤顶，通过手动泵控制所述水平千斤顶的力。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述水平千斤顶的一端抵靠在所述支撑物上，所述水平千斤顶的另一端连接测力环。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述测力环用于测试所述水平千斤顶施加的剪力，所述测力环远离所述水平千斤顶的一端抵靠在所述上盒上。

10.一种具有竖向反力架的岩土大剪试验方法，其特征在于，利用如权利要求1-9中任一所述的系统，包括以下步骤：

记录剪切面横截面面积A_j；

把滚排和上承压板安放到竖向反力架的插槽内，把下盒平稳地置于竖向反力架的底座上，把试样装入下盒内，把上盒放在下盒上，上下盒与试样之间的缝隙用砂土填满，试样顶面用砂土找平，试样顶部依次放置下承压板和竖向千斤顶；

安装水平千斤顶，并使测力环抵靠在上盒的下部；

将水平尺固定在下盒上以方便测读上盒的相对位移；

将竖向千斤顶加压到指定数值；

通过水平千斤顶由小到大向上盒施加水平方向位移序列U_i，并记录与之相应的水平方向的力T_i，当试样破坏或变形过大时，停止施加位移；

绘制水平力与位移曲线，并确定峰值水平力T_max，计算破坏时正应力σ_j与剪切应力τ_j；

试样全部完成后用最小二乘法整理出黏结力c与内摩擦角Φ。