滑坡巖體抗剪強(qiáng)度的現(xiàn)場直剪試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種大型現(xiàn)場直剪試驗(yàn)裝置，特別涉及一種滑坡區(qū)巖石弱面或軟弱巖石的現(xiàn)場直剪試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]巖土體的抗剪強(qiáng)度是巖土工程力學(xué)中最重要的力學(xué)參數(shù)之一，是滑坡(邊坡)防治治理工程穩(wěn)定性分析的重要依據(jù)。目前，巖體抗剪強(qiáng)度的現(xiàn)場測定方法主要是直接剪切試驗(yàn)，其試驗(yàn)條件更接近巖體實(shí)際?，F(xiàn)場直剪試驗(yàn)裝置是進(jìn)行直接剪切試驗(yàn)的主要設(shè)備，但是，在現(xiàn)有裝置的應(yīng)用過程中還是經(jīng)常由于裝置的某些缺陷而造成試驗(yàn)的失敗，造成資源和精力的浪費(fèi)。因此準(zhǔn)確測定巖體的抗剪強(qiáng)度參數(shù)對開展滑坡防治設(shè)計(jì)以及穩(wěn)定性評價(jià)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]巖土體直剪試驗(yàn)原理方法雖然簡單，但對于大顆粒、現(xiàn)場大尺寸樣品的測試工作一直很難較好開展。因?yàn)楝F(xiàn)場剪切試驗(yàn)操作較為復(fù)雜，尤其在試件制備、設(shè)備安裝、垂向和剪切荷載的設(shè)置，需要耗費(fèi)大量的人力與物力。試驗(yàn)精度不高，主要由設(shè)備的安裝誤差、加載的不穩(wěn)定、自動化控制程度低、采用人工操作加載系統(tǒng)，以及進(jìn)行人工位移測讀等因素引起的，很難準(zhǔn)確測定滑坡巖體的抗剪強(qiáng)度參數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種適用性強(qiáng)、使用范圍廣泛的滑坡巖體抗剪強(qiáng)度的現(xiàn)場直剪試驗(yàn)裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種滑坡巖體抗剪強(qiáng)度的現(xiàn)場直剪試驗(yàn)裝置，包括試樣1、鋼筋混凝土保護(hù)罩2、反力系統(tǒng)、垂向壓力系統(tǒng)、傳力系統(tǒng)、切向剪力系統(tǒng)、垂向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)18、切向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)19，試樣I置于鋼筋混凝土保護(hù)罩2內(nèi)；在所述鋼筋混凝土保護(hù)罩2的上方依次安裝有垂向壓力系統(tǒng)、傳力系統(tǒng)、反力系統(tǒng)；在所述鋼筋混凝土保護(hù)罩2的一側(cè)依次安裝有切向剪力系統(tǒng)；垂向壓力系統(tǒng)和切向剪力系統(tǒng)分別控制垂向壓力和切向剪力；垂向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)18通過位移傳感器電纜21、油壓軟管20連接垂向位移傳感器10和垂向壓力系統(tǒng)；切向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)19通過位移傳感器電纜21、油壓軟管20連接切向位移傳感器11和切向剪力系統(tǒng)；所述的垂向位移傳感器10位于垂向壓力系統(tǒng)上，用于量測試驗(yàn)過程中試樣I的垂向位移；所述的切向位移傳感器11位于試樣I剪力受力面的另一側(cè)，用于量測試驗(yàn)過程中試樣I的切向位移。
[0007]本實(shí)用新型提供的滑坡巖體抗剪強(qiáng)度的現(xiàn)場直剪試驗(yàn)裝置，包括試樣、反力系統(tǒng)、垂向壓力系統(tǒng)、傳力系統(tǒng)、滾軸排、切向剪力系統(tǒng)、滾珠軸承、墊板、一套垂向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和一套切向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本實(shí)用新型精度高，應(yīng)用、操作簡便、因地制宜、充分利用現(xiàn)場資源、節(jié)省試驗(yàn)成本。本試驗(yàn)方法屬于應(yīng)變控制式，即通過對試樣施加剪切位移而完成剪切試驗(yàn)過程。其優(yōu)點(diǎn)在于采用了自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、壓力傳感器、位移傳感器、使用鋼筋混凝土保護(hù)罩保護(hù)巖樣和切向剪力前端加上滾珠軸承等技術(shù)措施，而使得滑坡巖體抗剪強(qiáng)度數(shù)據(jù)測試更加科學(xué)、準(zhǔn)確、合理，使得滑坡巖體抗剪強(qiáng)度數(shù)據(jù)測試測量精度高，穩(wěn)定性好。
[0008]本實(shí)用新型為一種野外大型現(xiàn)場原位直剪試驗(yàn)裝置，為滑坡巖體抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)提供了更方便、更精確、更自動化的測試設(shè)備，具有較好的實(shí)用性，采用本實(shí)用新型進(jìn)行現(xiàn)場直剪試驗(yàn)可確保試驗(yàn)操作更方便、試驗(yàn)結(jié)果更精確、試驗(yàn)過程更自動化。
【附圖說明】
[0009]下面將結(jié)合附圖對使用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0010]圖1是試驗(yàn)裝置的剖面圖(主視圖)；
[0011]圖2是試驗(yàn)裝置的平面圖(俯視圖)；
[0012]圖3是垂向自動加荷米集系統(tǒng)。
[0013]圖4是切向自動加荷米集系統(tǒng)。
[0014]圖中:1一試樣；
[0015]2—鋼筋混凝土保護(hù)罩；
[0016]3—下壓力鋼板；
[0017]4—滾滑排；
[0018]5—上壓力鋼板；
[0019]6—垂向壓力千斤頂；
[0020]7—垂向傳力筒；
[0021]8—壓重平臺鋼梁；
[0022]9一堆重；
[0023]10—垂向位移傳感器；
[0024]11—切向位移傳感器；
[0025]12—切向前一鋼墊板；
[0026]13—滾珠軸承；
[0027]14—切向前二鋼墊板；
[0028]15—切向剪力千斤頂；
[0029]16—后墊板(枕木、鋼板)；
[0030]17—膨脹聚苯乙烯(或其他材料)墊料；
[0031]18—垂向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(包括靜載測試儀、中繼器、壓力傳感器、控載箱、油泵和單向閥等)；
[0032]19一切向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(包括靜載測試儀、中繼器、壓力傳感器、控載箱、油泵和單向閥等)；
[0033]20—油壓軟管；
[0034]21—位移傳感器電纜；
[0035]22一靜載測試儀；
[0036]23—中繼器；
[0037]24—控載箱；
[0038]25—油泵；
[0039]26—壓力傳感器；
[0040]27—單向閥。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。參照附圖，對本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，其中所有相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。
[0042]如圖1-4所示，一種滑坡巖體抗剪強(qiáng)度的現(xiàn)場直剪試驗(yàn)裝置，包括試樣1、鋼筋混凝土保護(hù)罩2、反力系統(tǒng)、垂向壓力系統(tǒng)、傳力系統(tǒng)、切向剪力系統(tǒng)、垂向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)18、切向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)19，試樣I置于鋼筋混凝土保護(hù)罩2內(nèi)；在所述鋼筋混凝土保護(hù)罩2的上方依次安裝有垂向壓力系統(tǒng)、傳力系統(tǒng)、反力系統(tǒng)；在所述鋼筋混凝土保護(hù)罩2的一側(cè)依次安裝有切向剪力系統(tǒng)；垂向壓力系統(tǒng)和切向剪力系統(tǒng)分別控制垂向壓力和切向剪力；垂向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)18通過位移傳感器電纜21、油壓軟管20連接垂向位移傳感器10和垂向壓力系統(tǒng)；切向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)19通過位移傳感器電纜21、油壓軟管20連接切向位移傳感器11和切向剪力系統(tǒng)；所述的垂向位移傳感器10位于垂向壓力系統(tǒng)上，用于量測試驗(yàn)過程中試樣I的垂向位移；所述的切向位移傳感器11位于試樣I剪力受力面的另一側(cè)，用于量測試驗(yàn)過程中試樣I的切向位移。
[0043]進(jìn)一步的:
[0044]所述的反力系統(tǒng)由壓重平臺鋼梁8和位于其上的堆重9組成；所述的傳力系統(tǒng)為垂向傳力筒7，所述的垂向傳力筒7下與垂向壓力系統(tǒng)相連、上與壓重平臺鋼梁8相連。
[0045]所述的垂向壓力系統(tǒng)是由下壓力鋼板3、滾軸排4、上壓力鋼板5和垂向壓力千斤頂6依次連接組成；所述的滾軸排4內(nèi)置滾珠，位于上壓力鋼板5和下壓力鋼板3之間，試驗(yàn)時(shí)隨著切向位移的發(fā)展而沿下壓力鋼板3表面滾動，保證垂向壓力不產(chǎn)生偏心力矩。
[0046]所述的切向剪力系統(tǒng)是由切向前一鋼墊板12、滾珠軸承13、切向前二鋼墊板14、切向剪力千斤頂15、后墊板16依次連接組成；所述的滾軸軸承13由若干鋼滾珠與固定滾珠框架組成，位于切向前一鋼墊板12和切向前二鋼墊板14之間，試驗(yàn)時(shí)隨著垂向位移的發(fā)展而沿切向前一鋼墊板12表面滑動，保證切向剪力不產(chǎn)生偏心力矩；所述的后墊板16與探坑坑壁構(gòu)成反力底座，所述的后墊板16是由若干塊枕木或鋼板組成。
[0047]所述的垂向位移傳感器10為四個(gè)，分別位于上壓力鋼板5的四個(gè)角點(diǎn)；所述的切向位移傳感器11為兩個(gè)。
[0048]所述的垂向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)18、切向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)19分別由靜載測試儀22、中繼器23、壓力傳感器26、控載箱24、油泵25、單向閥27組成。
[0049]所述的垂向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)18、切向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)19分別通過油壓軟管20連接垂向壓力千斤頂6和切向剪力千斤頂15。
[0050]所述鋼筋混凝土保護(hù)罩2的下方設(shè)有膨脹聚苯乙烯墊料17。
[0051]所述的垂向壓力千斤頂6、切向剪力千斤頂15為分離式油壓千斤頂。
[0052]所述的鋼筋混凝土保護(hù)罩2為10厘米厚C30鋼筋混凝土保護(hù)罩。
[0053]本試驗(yàn)裝置包括試樣1、鋼筋混凝土保護(hù)罩2、反力系統(tǒng)8、9、垂向壓力系統(tǒng)6、傳力系統(tǒng)7、切向剪力系統(tǒng)15、滾滑排3、4、5、滾珠軸承12、13、14和自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)18、19。試樣I置于鋼筋混凝土保護(hù)罩2內(nèi)，反力系統(tǒng)8、9、垂向壓力系統(tǒng)6、傳力系統(tǒng)7、滾軸排3、4、5和試樣I依次連接，將垂向壓力施加于試樣I ;切向剪力系統(tǒng)15、滾珠軸承12、13、14和試樣I依次連接，將側(cè)向壓力施加于試樣I ;垂向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)18由四個(gè)垂向位移傳感器10位于上壓力鋼板5的四個(gè)角點(diǎn)，用于量測試驗(yàn)過程中試樣I的垂向位移；切向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)19由兩個(gè)切向位移傳感器11位于剪力受力面的另一側(cè)，用于量測試驗(yàn)過程中試樣I的切向位移；垂向壓力系統(tǒng)6的和切向剪力系統(tǒng)15分別控制量測垂向壓力和切向剪力。
[0054]工作原理:在切削完成的滑坡巖體的試樣I上，澆筑鋼筋混凝土保護(hù)罩2，在其上安裝上壓力鋼板5、下壓力鋼板3，在兩個(gè)垂向壓力板之間放置滾軸排4，在上壓力鋼板5的上面依次安裝垂向壓力千斤頂6、垂向傳力筒7、壓重平臺鋼梁8和堆重9，垂向壓力千斤頂6的作用力作用于反力系統(tǒng)8、9以提供垂向壓力；切向剪力系統(tǒng)15利用探坑坑壁加后墊板16作反力底座，切向剪力千斤頂15和切向前二鋼墊板14、滾珠軸承13、切向前一鋼墊板12結(jié)合作用于試樣I側(cè)面提供切向剪力；量測試樣I垂向變形的位移傳感器10，安裝在上壓力鋼板5的四角上；量測試樣I剪切變形的位移傳感器11，安裝在剪力受力面的另一側(cè)；垂向和切向位移傳感器10、11分別與垂向和切向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)18、19相連，啟動垂向自動加荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)18，施加垂向壓力，固結(jié)一定