一种大尺度土石混合体动剪切强度试验方法_2

文档序号:9233957阅读:来源:国知局
侧限柱27的连接,启动第一千斤顶15和第二千斤顶19,将第一支撑底座16和第二支撑底座18分别与加载框架2脱离,使轨道车8与水平滑轨17接触,将轨道车8通过水平滑轨17移动至载样台5上,卸除全部混合料;
[0013](8)改变垂直压力F的值,重复步骤⑵-(7),获得fmax# T' max2;
[0014](9)再次改变垂直压力F的值,重复步骤(2)-(7),获得f—与T' max3;
[0015](10)将 fmax^ T' maxl、fmax# T' max2、fmax3与 T' max3通过上盒试样 11 与下盒试样14的接触面积换算成应力,绘制摩尔库伦线,获取土石混合体动剪切强度指标和剪切模量。
[0016]本发明优点:
[0017]该方法所用仪器制造简单,测量精度高,满足不同振动频率和振幅条件下的动剪切试验要求,可以进行应变控制式或应力控制式加载,可以量测大尺度土石混合体(包括碎石土、粗粒土及土体)的动剪切强度及剪切模量等参数。
[0018]本发明适用范围:
[0019]适用于土木工程中遇到的各种堆积体、土石混合体、粗粒土等多种岩土体室内固结特性、动态强度特性试验。
【附图说明】
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[0020]图1是进行大尺度土石混合体动剪切强度试验所用装置的结构示意图。其中有:反力架1,加载框架2,第一伺服加载装置3,第二伺服加载装置4,上剪切盒6,下剪切盒7,轨道车8,垂直位移计9,第一垂直滑轨10,上盒试样11,滚珠轴排12,下盒扩展板13,下盒试样14,第一千斤顶15,第一支撑底座16,水平滑轨17,第二支撑底座18,第二千斤顶19,传力杆20,连接端头21,水平加载轴22,水平位移计23,第一侧限柱24,垂直加载轴25,加压板26,第二侧限柱27,伸缩臂28,第三侧限柱29,第二垂直滑轨30。
[0021]图2是进行大尺度土石混合体动剪切强度试验所用装置的结构示意图的AA左视图。其中有:第一伺服加载装置3,载样台5,上剪切盒6,下剪切盒7,轨道车8,上盒试样11,下盒试样14,加压板26。
[0022]图3是进行大尺度土石混合体动剪切强度试验所用装置的结构示意图中的上剪切盒6的俯视图。其中有上剪切盒6。
[0023]图4是进行大尺度土石混合体动剪切强度试验所用装置的结构示意图中的下剪切盒7的俯视图。其中有下剪切盒7,下盒扩展板13。
【具体实施方式】
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[0024]实施例:土石混合体动剪切强度试验方法如下所示,
[0025]①按照含水量15%、含石量20%与密度1.9g/cm3要求,称取相应质量的土体、碎石和水,将土体、碎石、水三者混合均匀,成为混合料,分成均匀的三份备用;
[0026]②将轨道车8移至载样台5上,将上剪切盒6经由滚珠轴排12对齐下剪切盒7,将第一份混合料装入下剪切盒7中,将加压板26置于混合料上,将轨道车8移至垂直加载轴25正下方,启动第一千斤顶15和第二千斤顶19,将第一支撑底座16和第二支撑底座18分别与加载框架2接触,使轨道车8悬空,开动第一伺服加载装置3,使垂直加载轴25接触加压板26顶帽,按要求施加垂直压力F = 10kN,待垂直位移计9显示达到要求的密度时对应的位移值,停止加载;
[0027]③开动第一伺服加载装置3,卸载使垂直加载轴25离开加压板26顶帽,启动第一千斤顶15和第二千斤顶19,将第一支撑底座16和第二支撑底座18分别与加载框架2脱离,使轨道车8与水平滑轨17接触,将轨道车8移至载样台5上,取出加压板26,将混合料拉毛,装入第二份混合料,将加压板26置于混合料上,将轨道车8移至垂直加载轴25正下方,启动第一千斤顶15和第二千斤顶19,将第一支撑底座16和第二支撑底座18分别与加载框架2接触,使轨道车8悬空,开动第一伺服加载装置3,使垂直加载轴25接触加压板26顶帽,按要求施加垂直压力F = 100kN,待垂直位移计9显示达到要求的密度时对应的位移值,停止加载;
[0028]④开动第一伺服加载装置3,卸载使垂直加载轴25离开加压板26顶帽,启动第一千斤顶15和第二千斤顶19,将第一支撑底座16和第二支撑底座18分别与加载框架2脱离,使轨道车8与水平滑轨17接触,将轨道车8移至载样台5上,取出加压板26,将混合料拉毛,装入第三份混合料,将加压板26置于混合料上,将轨道车8移至垂直加载轴25正下方,启动第一千斤顶15和第二千斤顶19,将第一支撑底座16和第二支撑底座18分别与加载框架2接触,使轨道车8悬空,开动第一伺服加载装置3,使垂直加载轴25接触加压板26顶帽,按要求施加垂直压力F = 100kN,待垂直位移计9显示达到要求的密度时对应的位移值,保持垂直压力F = 10kN不变;
[0029]⑤将第一侧限柱24和第二侧限柱27分别与上剪切盒6连接,将第二侧限柱27通过伸缩臂28与第三侧限柱29连接,使上剪切盒6固定,启动第二伺服加载装置4,使连接端头21与连接作动器的水平加载轴22相连,按振动频率2Hz和振幅10kN通过传力杆20施加推力T,使下剪切盒7向远离第二伺服加载装置4方向移动,同时采用水平位移计23测量水平位移S,保持上剪切盒6水平方向固定,上剪切盒6通过第一垂直滑轨10和第二垂直滑轨30向下滑动,使垂直加载轴25输出压力按照P = F-Ttg30°变化,并采用垂直位移计9测量加压板26的垂直位移S',滚珠轴排12沿下盒扩展板13滑动,以避免上剪切盒6内部的上盒试样11漏出;
[0030]⑥待水平位移S增大到75mm时停止试验,获得上盒试样11与下盒试样14接触面处正压力f = P cos30° +Tsin30°,取f的最大值fmaxl,获得接触面处剪切力Iw =Tcos30° -F' sin30°,取 T'的最大值 T' maxl;
[0031]⑦通过垂直加载轴25使第一伺服加载装置3卸载,第二伺服加载装置4通过水平加载轴22施加拉力拉动下剪切盒7移动,使得上剪切盒6与下剪切盒7重合,卸除上剪切盒6与第一侧限柱24及第二侧限柱27的连接,启动第一千斤顶15和第二千斤顶19,将第一支撑底座16和第二支撑底座18分别与加载框架2脱离,使轨道车8与水平滑轨17接触,将轨道车8通过水平滑轨17移动至载样台5上,卸除全部混合料;
[0032]⑧改变垂直压力F = 200kN,重复步骤②-⑦,获得fmax# Iw max2;
[0033]⑨再次改变垂直压力F= 300kN,重复步骤②-⑦,获得fmax3与Iw max3;
[0034]⑩将乙^与口maxl、f—与Iw max2、fmax3与Tw max3通过上盒试样11与下盒试样14的接触面积换算成应力,绘制摩尔库伦线,获得土石混合体动剪切强度指标和剪切模量。
【主权项】
1.一种大尺度土石混合体动剪切强度试验方法,其特征是采用一种试验装置进行大尺度土石混合体动剪切强度测试,该装置包括反力架(I),加载框架(2),第一伺服加载装置(3),第二伺服加载装置(4),载样台(5),上剪切盒(6),下剪切盒(7),轨道车(8),垂直位移计(9),第一垂直滑轨(10),上盒试样(11),滚珠轴排(12),下盒扩展板(13),下盒试样(14),第一千斤顶(15),第一支撑底座(16),水平滑轨(17),第二支撑底座(18),第二千斤顶(19),传力杆(20),连接端头(21),水平加载轴(22),水平位移计(23),第一侧限柱(24),垂直加载轴(25),加压板(26),第二侧限柱(27),伸缩臂(28),第三侧限柱(29),第二垂直滑轨(30);第一伺服加载装置(3)的作动器连接垂直加载轴(25),垂直加载轴(25)提供垂直压力,位于加压板(26)上面,加压板(26)连接垂直位移计(9),加压板(26)位于上盒试样(11)的顶面,上剪切盒(6)由第一侧限柱(24)和第二侧限柱(27)固定,第一侧限柱(24)连接第一垂直滑轨(10),第二侧限柱(27)通过伸缩臂(28)与第三
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