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专利号: 2020102863701
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.现场剪切试验方法,其特征在于它包括以下步骤:

步骤一:对现场的岩土体(1)进行钻孔操作,形成孔洞(2),并使得多个孔洞(2)围成岩土体(1)的指定剪切区域;

步骤二:选择一侧的孔洞(2),并在其内部安装用于监测应力的压应力片(4),实现对岩土体(1)剪应力的原位测试;

步骤三:在紧靠压应力片(4)所在位置安装垫片(5);

步骤四:在多组相对的孔洞(2)中填充膨胀剂(3),通过膨胀剂(3)对安装有压应力片(4)的孔洞(2)产生膨胀力,使岩土体(1)发生错动效果,并实时监测应力;

步骤五:当岩土体(1)的指定剪切区域发生破坏后试验结束,抽出垫片(5)中囊体里的水分,从而回收垫片(5);

步骤六:备份剪切试验所测得的数据,后期对试验数据进行分析;

所述垫片(5)采用钢垫片,该钢垫片结构为金属框架式,由半圆形和菱形连接而成,该钢垫片采用拆卸以及便回收结构形式,钢垫片背面集成多个压应力片(4),半圆形部分为剪切着力零件,与剪切部分相连接,菱形为支撑部分,压缩后能够轻松取出垫片(5);

所述垫片(5)中间为高强度纤维囊体,囊体内容物由水和砂的混合物或水和钢球的混合物组成,在实验完毕之后将囊体内水分抽取出,囊体回缩后便可以取出钢垫片,以达到回收循环利用的效果。

2.根据权利要求1所述现场剪切试验方法,其特征在于:所述试验方法能够模拟的工况有:通过向孔洞(2)中灌水的方法模拟降雨工况;

通过在岩土体(1)顶部进行加载,模拟不同正应力下的剪应力工况;

通过对不同深度的孔洞(2)逐层填充膨胀剂(3),监测每一层剪应力,模拟多层次、多方向剪应力工况。

3.根据权利要求1所述现场剪切试验方法,其特征在于:所述步骤四中膨胀剂(3)的填充方式为某一组的一个孔洞(2)底部和其相对孔洞(2)相对高的位置,对多组相对的孔洞进行此类填充方式;

所述步骤四中膨胀剂(3)产生膨胀力,使指定的岩土剪切区域产生错动变形,从而产生剪切破坏,在破坏的瞬间,压应力片(4)所监测到的最大应力为抗剪强度,实现对岩土剪应力的原位测试;

所述步骤一中孔洞(2)的数量和位置根据岩土体(1)剪切区域的大小和形状确定;

所述步骤四中在膨胀剂(3)上方放置钢垫层(6),作为阻挡物,防止下方剪切对上方岩土体(1)产生影响,方便分次剪切,以实现多层次剪切,多方位监测的目的。

4.根据权利要求1所述现场剪切试验方法,其特征在于:所述步骤三中在孔洞(2)和岩土体指定剪切区域相切的位置安装垫片(5),使指定的岩土体剪切区域受力均匀,从而使所测数据比较精确;

所述垫片(5)的表面贴有压应力片(4)或其它压应力传感器,监测应力。

5.根据权利要求2所述现场剪切试验方法,其特征在于:所述模拟不同正应力下的剪应力工况,是在岩土体(1)顶部安装液压式千斤顶(7),在液压式千斤顶(7)顶部安装反力框架(8),反力框架(8)的两端进行固定,通过液压式千斤顶(7)向岩土体(1)施加应力,实现正应力可控,从而监测在不同应力下的剪应力变化。

6.根据权利要求1所述现场剪切试验方法,其特征在于:对岩土体(1)开槽时用切刀切出方孔,使模拟效果更加接近真实的受力情况;

对岩土体倾斜一定角度进行开槽,使得开槽面为斜面,模拟实际情况中剪切面为斜面的情况。

7.根据权利要求1所述现场剪切试验方法,其特征在于:膨胀剂(3)在封闭反应盒中进行反应,反应盒中间必须封闭搭接,整体为抽屉式结构仅可在水平方向左右移动,利用封闭反应盒对纵向和前后方向进行限制,使纵向和前后向的膨胀力减弱,从而加强左右方向的膨胀力。

8.根据权利要求7所述现场剪切试验方法,其特征在于:膨胀剂反应盒的材质为足够坚硬的金属材料,并且安装由耐用钢材制成的弹簧来限制纵向和前后向。