可以直接测量盐分溶脱后土体抗剪强度的试验装置的制作方法

本实用新型属于岩土工程技术领域，涉及一种可以直接测量盐分溶脱后土体抗剪强度的试验装置，属于土工试验装置。

背景技术：

地基黏土中常含有盐分，在盐分的浸析作用下，黏土的物理力学性质经常发生变化。这些变化使得在高盐分黏土地区更易发生滑坡等工程事故。因此，通过盐分溶脱试验测试黏土在不同盐分浓度下的物理力学性质对于实际工程有重要意义。

盐分溶脱是指在装满土体的密闭容器内通入液体，待土体饱和后，通过液体与土体中盐分的作用，将土体中的盐分带离土体，从而达到改变土体中盐分浓度的目的。改变土体中的盐分浓度后，可在本装置上进行固结试验，进一步得到不同盐分浓度下土体的物理力学性质。

土的抗剪强度是指土体抵抗剪应力破坏时的极限能力，其数值等于土体剪切破坏时滑动面上的剪应力。抗剪强度是土体的重要性质，因此对于盐分溶脱后的土体还需进行直剪试验，以得到土体中盐分浓度的改变对于土的抗剪强度的影响。在以往的实验中，需要将固结渗透仪压力室中的土取出后再在直剪试验仪上测得土的抗剪强度，而在将土从固结渗透仪转移进直剪试验仪的过程中，会不可避免的扰动盐分溶脱后的土体，使得所测得抗剪强度不准确。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种可以直接测量盐分溶脱后土体抗剪强度的试验装置，可以在对土体盐分溶脱后直接进行直剪试验，用以研究不同盐分浓度下土体物理力学性质的变化以及盐分浓度对土体抗剪强度值的影响，其技术方案如下：

一种可以直接测量盐分溶脱后土体抗剪强度的试验装置，包括固结溶脱单元和直剪单元两部分，所述的直剪单元包括滑槽和直剪加压装置，其特征在于，

固结溶脱单元，包括置于底座之上、上座之下的剪切盒、活塞、气压加载装置和位移感应器，在剪切盒上设置有侧向进水口、上排水口和侧向排水口，侧向进水口、上排水口和侧向排水口均通过可以控制液体流动的开关与外界水管相连，底座和上座通过螺柱相连并固定，在上座上开设有用于穿过上排水口和活塞后部的通孔；剪切盒内部空间为圆筒形，用于放置土体，包括上剪切盒、下剪切盒两个部分，两部分结合处以橡胶圈密封；在土体上置有上透水石，在下剪切盒底部置有下透水石；

所述活塞前部设置有透水网板，以便液体流通；

所述气压加载装置通过活塞将外界压力传递给土体，使土体发生沉降固结，位移感应器用来记录土体沉降程度；

固结溶脱完成后，剪切盒被整体取下之后固定于直剪单元的滑槽上的剪切外盒中，剪切外盒固定于滑槽上的某个位置，通过直剪加压装置对剪切盒施加压力，直接进行直剪试验测得土体不同盐分浓度下的抗剪强度值。

本实用新型具有以下优点：

1.本装置容易实现密闭，可靠性高，橡胶密封圈能够承受足够的压力而不破坏，使整个装置达到理想的密闭效果，从而使压力和液压充分作用在土体上。

2.本装置液体流向明确，液体从侧向流入，可水平从侧向流出，亦可从上方排除，出流可以排放并收集，保护装置和实验室平台免收酸碱性液体的腐蚀。

3.本装置剪切盒7分为上下两个部分，两部分结合处以橡胶圈密封，固结溶脱时橡胶圈起到密封的作用、剪切盒起到压力室的作用，溶脱完成后，可将剪切盒整体取下，安放在准备好的直剪单元的滑槽上的剪切外盒中，剪切外盒固定于滑槽上的某个位置，直接进行剪切试验测得土体不同盐分浓度下的抗剪强度值，操作方便快捷，实验数据也更准确。

4.本装置剪切盒采用立方体柱身，但取土样为圆柱形，便于土体的取样和直剪试验的进行，且圆柱土体比长方土体溶脱更加均匀，可节省试验时间，提高试验效率。

附图说明

附图1为本固结溶脱单元的结构剖面示意图；

附图2a固结溶脱单元外观示意图；

附图2b为一种可以直接测量盐分溶脱后土体抗剪强度的试验装置的直剪单元结构示意图

附图3为本实用新型直剪单元的剪切盒；

附图4为直剪单元侧剖图；

附图5为直剪单元部分的平剖图。

标记说明：1-侧向进水口，2-橡胶圈，3-上座，4-上排水口，5-活塞，6-上透水石，7-圆柱形剪切盒，8-侧向排水口，9-螺柱，10-下透水石，11-底座12-进气口，13-调压阀，14-显示屏，15-位移感应器，16-气压加载装置，17-网口,18-滑杆，19-滑槽，20-上剪切盒，21-下剪切盒，22-直剪加压装置，23-测微表，24-下剪切外盒，25-滤纸，26-上剪切外盒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如附图所示，本实用新型是一种直接测量盐分溶脱后土体抗剪强度的试验装置，其主体包括固结溶脱单元(图1和图2a)和直剪单元(图2b)两部分。

固结溶脱单元：侧向进水口1、上排水口4、侧向排水口8上均有可以控制液体流动的开关，可以与外界水管相连，另一头通向剪切盒7，土体放置于剪切盒7，整个剪切盒7放在底座11之上、上座3之下，底座11和上座3通过四根螺柱9相连并固定，上透水石6和下透水石10是为了能够维持土体形状完整，并不影响液体流动。

气压加载装置16通过活塞5将外界压力传递给土体，使土体发生沉降固结，所述活塞5上有透水网板，以便液体流通，可以通过上排水口4排出。

剪切盒7分为上剪切盒20、下剪切盒21两个部分，两部分结合处2以橡胶圈密封，固结溶脱时橡胶圈起到密封的作用、剪切盒起到压力室的作用。

直剪单元：固结溶脱完成后，可将剪切盒7整体取下，安放在准备好的直剪单元的滑槽19上的剪切外盒(包括下剪切外盒24和上剪切外盒26)中，剪切外盒固定于滑槽上的某个位置，通过直剪加压装置22对剪切盒7施加压力，直接进行直剪试验测得土体不同盐分浓度下的抗剪强度值。

将取好的土样装置在剪切盒中，在土样上下放透水石，然后放置活塞，再加盖上座，务必注意清理干净连接处的杂土，以防影响密闭效果，发生漏水。组装好之后，气压通过进气口12传向气压加载装置16，压力作用在活塞上，并通过活塞传至土体，使土体发生固结沉降，沉降位移可通过位移感应器15测得并在显示屏14上显示。当需要排水时，可打开侧向排水口，排出液体，并可用容器收集。待固结完成后，关闭排水开关。

进行盐分溶脱时，用液压装置向侧向进水口1通入水箱中一定压力的蒸馏水，在溶脱完成之前需关闭侧向渗透口。根据试验的需求，水平溶脱时关闭垂直溶脱的进排水开关；垂直溶脱时关闭水平溶脱的进排水开关。溶脱完成的标志是出水口有均匀稳定的液体流出，水平溶脱时液体通过侧向排水口流出；垂直溶脱时液体通过透水石，然后通过透水网板，再通过上排水口排出。

固结溶脱完成后，可将剪切盒整体取下，安放在准备好的直剪单元的滑槽上的剪切外盒中，剪切外盒固定于滑槽上的某个位置，直接进行剪切试验测得土体不同盐分浓度下的抗剪强度值。