一种用于量测土石混合体强度的试验方法

摘要

本发明是一种量测土石混合体强度的试验方法，其特征是该试样方法利用一种试验仪器进行大尺度土石混合体的结构性强度及土石混合体与土工织物间的摩擦强度的测试，该仪器制造简单，测量精度高，该方法操作灵活，满足一维垂直应力固结加载要求，可以进行应变控制式加载，适用于土木工程中遇到的各种堆积体、土石混合体室内强度试验。

主权项

一种用于量测土石混合体强度的试验方法，其特征是利用一种试验装置量测土石混合体的强度，该装置包括滚动隔膜(1)，活塞(2)，活塞杆(3)，轴承(4)，加压板(5)，第一活动千斤顶(6)，第一固定螺栓(7)，第一液压电机(8)，第二液压电机(9)，垂直位移传感器(10)，试样框架(11)，机械框架(12)，第二活动千斤顶(13)，上部分土石混合体(14)，第二固定螺栓(15)，水平位移传感器(16)，滑动试样盒(17)，下部分土石混合体(18)，滚珠轴排(19)，第一压力传感器(20)和第二压力传感器(21)；土石混合体强度包括土石混合体结构性强度及土石混合体与土工织物间的摩擦强度两种，具体方法如下所示，(1)量测土石混合体结构性强度的方法如下：①按一定含水量、含石量与密度要求，称取相应质量的土体和碎石，按照一层土体与一层碎石的要求铺满滑动试样盒(17)，然后将加压板(5)置于试样上方，采用第二液压电机(9)反复加载压实，通过滑动滚珠轴排(19)实现整个试样均匀加载，将全部称取的土体和碎石填满于滑动试样盒(17)内，加载固结后保持试样与滑动试样盒(17)上表面齐平，下部分土石混合体(18)制样完成；②将试样框架(11)置于滑动试样盒(17)上面，保持试样框架(11)与滑动试样盒(17)右侧对齐，上下间隔为2mm～5mm，通过调整第一活动千斤顶(6)与第二活动千斤顶(13)位置，固定试样框架(11)，按一定含水量、含石量与密度要求，称取相应质量的土体和碎石，按照一层土体与一层碎石的要求铺满试样框架(11)中，然后将加压板(5)置于试样上方，采用第二液压电机(9)反复加载压实，将全部称取的土体和碎石填满于试样框架(11)内，加载固结后保持试样与试样框架(11)上表面齐平，上部分土石混合体(14)制样完成；③第二液压电机(9)通过加压板(5)作用在试样上，保持一定的垂直压力σ1，由垂直位移传感器(10)测量试样的垂直位移，同时第一液压电机(8)在滑动试样盒(17)左侧，通过匀速应变方式施加推力，使得上部分土石混合体(14)与下部分土石混合体(18)发生相对滑动，由水平位移传感器(16)测量下部分土石混合体(18)的水平位移，当试样框架(11)与滑动试样盒(17)左侧对齐时，试验结束，由第一压力传感器(20)获得最大剪切应力τ1；④按照①和②的方法再次制备下部分土石混合体(18)和上部分土石混合体(14)，按照③的方法保持一定的垂直压力σ2，通过匀速应变方式施加推力，由第一压力传感器(20)获得最大剪切应力τ2；⑤按照①和②的方法再次制备下部分土石混合体(18)和上部分土石混合体(14)，按照③的方法保持一定的垂直压力σ3，通过匀速应变方式施加推力，由第一压力传感器(20)获得最大剪切应力τ3；⑥按照摩尔库伦原理，由σ1、τ2、σ2、τ2、σ3、τ3可获得该土石混合体试样的结构性强度；(2)量测土石混合体与土工织物间摩擦强度的方法如下：①按一定含水量、含石量与密度要求，称取相应质量的土体和碎石，按照一层土体与一层碎石的要求铺满滑动试样盒(17)，然后将加压板(5)置于试样上方，采用第二液压电机(9)反复加载压实，通过滑动滚珠轴排(19)实现整个试样均匀加载，将全部称取的土体和碎石填满于滑动试样盒(17)内，加载固结后保持试样与滑动试样盒(17)上表面齐平，下部分土石混合体(18)制样完成；②将土工织物铺在下部分土石混合体(18)上面，将试样框架(11)置于土工织物上面，通过第一固定螺栓(7)和第二固定螺栓(15)将土工织物固定，保持试样框架(11)与滑动试样盒(17)右侧对齐，上下间隔为2mm～5mm，通过调整第一活动千斤顶(6)与第二活动千斤顶(13)位置，固定试样框架(11)，按一定含水量、含石量与密度要求，称取相应质量的土体和碎石，按照一层土体与一层碎石的要求铺满试样框架(11)中，然后将加压板(5)置于试样上方，采用第二液压电机(9)反复加载压实，将全部称取的土体和碎石填满于试样框架(11)内，加载固结后保持试样与试样框架(11)上表面齐平，上部分土石混合体(14)制样完成；③第二液压电机(9)通过加压板(5)作用在试样上，保持一定的垂直压力σ′1，由垂直位移传感器(10)测量试样的垂直位移，同时第一液压电机(8)在滑动试样盒(17)左侧，通过匀速应变方式施加推力，使得上部分土石混合体(14)与下部分土石混合体(18)发生相对滑动，由水平位移传感器(16)测量下部分土石混合体(18)的水平位移，当试样框架(11)与滑动试样盒(17)左侧对齐时，试验结束，由第一压力传感器(20)获得最大摩擦应力τ′1；④按照①和②的方法再次制备下部分土石混合体(18)和上部分土石混合体(14)，按照③的方法保持一定的垂直压力σ′2，通过匀速应变方式施加推力，由第一压力传感器(20)获得最大摩擦应力τ′2；⑤按照①和②的方法再次制备下部分土石混合体(18)和上部分土石混合体(14)，按照③的方法保持一定的垂直压力σ′3，通过匀速应变方式施加推力，由第一压力传感器(20)获得最大摩擦应力τ′3；⑥按照摩尔库伦原理，由σ′1、τ′1、σ′2、τ′2、σ′3、τ′3可获得该土石混合体与土工织物间的摩擦强度。