[实用新型]一种带有自动数据采集系统的岩土体原位直剪试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土力学试验技术，尤其涉及一种带有自动数据采集系统的岩土体原位直剪试验装置。

背景技术

岩土工程的失稳绝大多数是由于岩土体的剪切破坏引起的，因此准确测定岩土体的抗剪强度参数在岩土工程建设中具有重要意义。在岩土力学研究过程中，通过施加剪切力（或剪切位移）对岩土体进行试验的方法一直受到重视，直剪试验为其中一种方法。

由于岩土体直剪试验原理方法简单，并积累了大量的工程实践经验，特别是室内直剪，在工程实践中得到了广泛应用；但对于大颗粒、现场大尺寸样品的测试工作一直很难较好开展。目前国内进行现场剪切试验时多数采用简单的应力控制式加载试验方法，不能反映岩土体完整的变形过程，也不能得到其残余抗剪强度。况且，目前使用的岩土直剪设备的数据采集工作主要是人工手动读数和记录，加上普通传感器和仪表式位移计自身精度的不足，很难做到准确测定岩土体的抗剪强度参数。

发明内容

本实用新型的目的主要在于解决了现有原位岩土直剪设备存在的无法自动采集数据和试验结果精度差的问题，提供一种带有自动数据采集系统的岩土体原位直剪试验装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

本试验装置包括试样、剪切盒、反力系统、垂向压力系统、传力系统、切向压力系统、滚轴排和自动数据采集系统；

其连接关系是：

试样置于剪切盒内；

反力系统、垂向压力系统、传力系统、滚轴排和试样依次连接，将垂向压力施加于试样；

切向压力系统、传力系统和试样0依次连接，将侧向压力施加于试样；

自动数据采集系统由四个垂向位移计、两个切向位移计和数据采集箱组成；

四个垂向位移计位于垂向压力板的四个角点，用于量测试验过程中试样的垂向位移；

两个切向位移计位于剪力受力面的另一侧，用于量测试验过程中试样的切向位移；

垂向位移计和切向位移计分别与数据采集箱相连，量测垂向位移和切向位移；

垂向压力系统的垂向压力传感器和切向压力系统的切向压力传感器分别与数据采集箱相连，量测垂向压力和切向压力。

本实用新型工作原理

在开挖的探坑或试验平硐内选择未经扰动具有代表性的原位岩土体，使用削土刀将岩土体削切为略小于剪切盒内径大小的块体，在试样上套入剪切盒，将剪切盒与试样之间的缝隙填满细砂，通过垂向压力系统对试样施加垂向压力，待试样在垂向压力作用下固结稳定后，通过切向压力系统推动剪切盒而对原位试样施加水平剪力直至试样破坏。试验过程中水平剪力与垂向压力由切向压力传感器、垂向压力传感器测量，试样的水平位移和垂向位移由切向位移计、垂向位移计测量，测量数据通过数自动数据采集系统采集并存储。

本实用新型具体操作步骤：

①将原位岩土体削切为略小于剪切盒内径大小的块体并套入剪切盒；

②安装垂向压力系统和反力系统；

③安装切向压力系统和传力系统；

④安装位移计和压力传感器，并将位移计、压力传感器和自动数据采集系统相连，启动数据采集程序即可开始试验；

⑤将垂向荷载加至预定值，稳压；

⑥分级施加水平剪力，控制剪切速率直至试样破坏；

⑦实验完毕后将自动数据采集系统中采集到的数据导出，进行抗剪强度参数计算。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

①采用应变控制，测量精度高，稳定性好；

②具有自动数据采集系统，所有试验数据自动采集，避免了人工读数的繁琐和误差，能够准确地得到试样的抗剪强度指标，同时能够得出试样的剪切残余强度；

③使用应力控制使用轮辐传感器，使应力的测量更加精确；

④所有部件可拆卸，方便运输，便于安装。

附图说明

图1是本试验装置的结构方框图；

图2是本试验装置的结构示意图。

其中：

00—试样；

10—剪切盒；

20—反力系统，

    21—反力梁，22—连接杆，23—地锚器；

30—垂向压力系统，

31—垂向压力千斤顶，32—垂向压力传感器，

33—垂向压力板，

331—上垂向压力板，332—下垂向压力板；

40—传力系统，

41—传力筒，42—垂向传力板，43—切向传力筒，44—切向传力板；

50—切向压力系统；