一种模拟土体承受荷载下进行干湿循环及直剪试验的方法

摘要

本发明公开了一种模拟土体承受荷载下进行干湿循环及直剪试验的方法。设置一种装置，由干湿循环装置和剪切盒组成，干湿循环装置包括螺母、固定环、立杆、下底板、下底板排水孔、环刀、环刀卡扣、交叉棱、上盖板、上盖板排水孔、上剪切盒、下剪切盒、剪切盒底座，立杆全长附有螺纹并与下底板固定相连；上盖板上交叉棱的上端比固定环外径大1厘米；上盖板直径略小于环刀内径；处于对角位置立杆之间直线距离略大于实验环刀直径；剪切盒由底座、下剪切盒、上剪切盒组成，循环装置可直接装剪切盒中，调节直剪仪百分表，进行直接剪切试验。本发明方法从制样到干湿循环再到剪切破坏整个过程中不出现卸载，并且能够较精确控制试验含水率变化。

主权项

一种模拟土体承受荷载下进行干湿循环及直剪试验的方法，其特征在于具体步骤为：(1)设置一种模拟土体承受荷载情况下进行干湿循环及直剪试验的装置，由干湿循环装置和剪切盒组成，干湿循环装置包括螺母、固定环、立杆、下底板、下底板排水孔、环刀、环刀卡扣、十字交叉棱、上盖板、上盖板排水孔；环刀平均分为上下两半，下半底部有螺纹，环刀的上下两半能用环刀卡扣固定为一个整体；下底板设有凹槽和下底板排水孔，凹槽内壁有螺纹，能与环刀下半底部螺纹拧合；立杆与下底板固定相连且立杆全长附有螺纹；上盖板上设置有十字交叉棱和上盖板排水孔，十字交叉棱的上端比固定环外径大1厘米；上盖板直径略小于环刀内径；位于对角位置的立杆之间的直线距离略大于环刀直径；剪切盒由剪切盒底座、下剪切盒和上剪切盒三部分组成；干湿循环装置能够直接装入剪切盒中进行直剪试验，无需拆样；所述干湿循环装置采用强度高、密度小的材料制作，剪切盒采用铝材制作；(2)根据实验计划制作所要求含水率的试样，试样上下两面各放两层与试样等大的丝质纱布，以防止土粒流失，将试样连同环刀一起放于下底板上，将环刀与下底板拧紧；(3)将上盖板对准盖到试样上，固定环穿过立杆放到上盖板上，螺母拧到立杆顶端位置，称量整个装置的重量记为M0；(4)将百分表的测试头设置在上盖板的十字交叉棱上，并设置初始值，以此测量试样的竖向应变；(5)根据实验计划的荷载等级要求，用砝码在上盖板的十字交叉棱上堆载施加压力，当试样被竖向荷载压缩，固定环随上盖板向下滑动，此时试样即受到环向约束力，又受到竖向压力，较好模拟出工程实际受力情况；(6)模拟土体失水过程通过控制土体含水率来实现，将装置置于恒温恒湿箱内让试样的水分蒸发，每隔一定时间记录百分表的数值并测量试样的重量以计算此时试样的含水率；(7)称重时，移开百分表，将螺母沿立杆拧到与固定环紧密接触，以防止卸去砝码竖向荷载后试样回弹；卸下上盖板上的荷载，将整个装置放在天平上称量质量M1，两次称重之差是M0‑M1，即为土体水分变化量，从而计算出试样的含水率变化情况；由于固定环的约束，上盖板不能回弹，称重时试样仍处于受压状态，整个过程不存在卸载；(8)模拟土体吸水过程时，将受荷载作用下的试样浸入水中，使水分充分渗入试样；每隔一定时间记录百分表的数值并以步骤(7)所述方法称重计算试样的含水率，从而达到在精确控制含水率情况下进行土体干湿实验；(9)完成计划的干湿循环过程后，移开百分表，将螺母沿立杆拧到与固定环紧密接触，以防止卸去砝码竖向荷载后试样回弹；卸下上盖板上的荷载，将循环装置装入特制剪切盒底座里，下底板与下底板限位槽接触严密；(10)根据试验荷载要求，在上盖板的十字交叉棱上施加相应荷载；拆除环刀的环刀卡扣，安装下剪切盒和上剪切盒；(11)调节直剪仪百分表，进行直接剪切试验。