現(xiàn)場和室內(nèi)兩用直剪試驗儀的研制與膨脹巖土強度特性研究.pdf

1、隨著我國對基礎(chǔ)設(shè)施的投入加大，水利、土木等工程建設(shè)進入了大發(fā)展的時期。各種工程的基礎(chǔ)工程的設(shè)計和施工都要用到巖土體的抗剪強度參數(shù)，準確測定巖土體的抗剪強度對于工程建設(shè)的合理性、經(jīng)濟性有著重大的意義。在測試巖土體的強度方法中，應(yīng)用最廣泛的是直剪試驗。常規(guī)的直剪試驗存在正應(yīng)力不穩(wěn)定、試樣與剪切盒內(nèi)壁之間存在摩擦力影響、有效剪切面積逐漸減小等問題，研究開發(fā)準確測定巖土體強度指標的試驗儀器顯得十分必要。本文研制開發(fā)了一種現(xiàn)場和室內(nèi)兩用的直剪試驗

2、儀，并利用該試驗儀對南水北調(diào)中線工程膨脹巖試驗段的膨脹性巖土的強度特性進行了測試分析，主要內(nèi)容及創(chuàng)新點如下： (1)介紹了直剪試驗的發(fā)展情況，總結(jié)了其存在的問題，主要是試樣的應(yīng)力應(yīng)變分布的不均勻、垂直壓力的不穩(wěn)定、試樣與剪切盒內(nèi)壁存在摩擦力、有效剪切面積逐漸減小等問題。 (2)詳細介紹了新研制開發(fā)的現(xiàn)場和室內(nèi)兩用直剪試驗儀的結(jié)構(gòu)組成、工作原理和主要特點。新試驗儀中，采用柔性鏈條拉動剪切框的方式使試樣受剪，從而克服常艦直剪

3、儀試樣與剪切盒內(nèi)壁之間的摩擦力問題；采用杠桿施加垂直荷載保證了垂直壓力的穩(wěn)定性；采用移動式垂直加荷系統(tǒng)保證了剪切過程中垂直壓力不會偏心；下剪切盒的面積大于上剪切框的面積，使得試驗過程中有效剪切面積始終保持不變。 (3)通過新試驗儀與常規(guī)改進直剪儀所做的對比試驗，驗證新試驗儀的可行性和可靠性；并用應(yīng)力剪脹理論來獨立考查新試驗儀所測得的試驗數(shù)據(jù)，以進一步檢驗新試驗儀的可信性。 (4)應(yīng)用平面有限單元法來分析直剪試驗的剪切性狀