現(xiàn)場和室內(nèi)兩用直剪試驗(yàn)儀的研制與膨脹巖土強(qiáng)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(jìn)入了大發(fā)展的時(shí)期。各種工程的基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)和施工都要用到巖土體的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，準(zhǔn)確測定巖土體的抗剪強(qiáng)度對于工程建設(shè)的合理性、經(jīng)濟(jì)性有著重大的意義。在測試巖土體的強(qiáng)度方法中，應(yīng)用最廣泛的是直剪試驗(yàn)。常規(guī)的直剪試驗(yàn)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(zhǔn)確測定巖土體強(qiáng)度指標(biāo)的試驗(yàn)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(yàn)

2、儀，并利用該試驗(yàn)儀對南水北調(diào)中線工程膨脹巖試驗(yàn)段的膨脹性巖土的強(qiáng)度特性進(jìn)行了測試分析，主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下： (1)介紹了直剪試驗(yàn)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(xì)介紹了新研制開發(fā)的現(xiàn)場和室內(nèi)兩用直剪試驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)組成、工作原理和主要特點(diǎn)。新試驗(yàn)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(yàn)過程中有效剪切面積始終保持不變。 (3)通過新試驗(yàn)儀與常規(guī)改進(jìn)直剪儀所做的對比試驗(yàn)，驗(yàn)證新試驗(yàn)儀的可行性和可靠性；并用應(yīng)力剪脹理論來獨(dú)立考查新試驗(yàn)儀所測得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以進(jìn)一步檢驗(yàn)新試驗(yàn)儀的可信性。 (4)應(yīng)用平面有限單元法來分析直剪試驗(yàn)的剪切性狀