一種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置及測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置及測試方法，包括長方體框架，在長方體框架的框架內(nèi)設(shè)有長方體土體框，長方體土體框由一個(gè)薄鋼板A、一個(gè)薄鋼板B和兩個(gè)薄鋼側(cè)板構(gòu)成一個(gè)長方體框體結(jié)構(gòu)，薄鋼板A與薄鋼板B相互平行，兩個(gè)薄鋼側(cè)板相互平行；長方體框架的內(nèi)壁與薄鋼板A外側(cè)壁之間緊密對(duì)應(yīng)安裝有千斤頂，千斤頂位于長方體框架的上部，千斤頂位于長方體土體框的上部；長方體框架的內(nèi)壁上設(shè)有固定桿，在固定桿上安裝有測力計(jì)，測力計(jì)具有傳力桿，測力計(jì)的傳力桿端部與薄鋼板B外側(cè)壁固定連接；長方體框架上部設(shè)有刻度尺。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)不同類型邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場實(shí)時(shí)測試的目的，并且具有結(jié)構(gòu)簡單、加工成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置及測試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及土工現(xiàn)場試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置及測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]抗剪強(qiáng)度是土體抵抗外部荷載的能力，是評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性的基本指標(biāo)，是邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與預(yù)測預(yù)報(bào)的關(guān)鍵性內(nèi)容，邊坡土形成過程中地質(zhì)作用的復(fù)雜性和所處受力狀態(tài)的特殊性，使得邊坡土結(jié)構(gòu)特征和物理力學(xué)性質(zhì)與公路工程中其他部位的土體存在較大差另Ij，表現(xiàn)為顯著的離散型與變異性，如何針對(duì)邊坡土進(jìn)行準(zhǔn)確的現(xiàn)場抗剪強(qiáng)度測試是邊坡穩(wěn)定性研究的難點(diǎn)問題。
[0003]現(xiàn)有的邊坡土體抗剪強(qiáng)度測試裝置主要是室內(nèi)直剪儀，只能取樣運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)，不能真實(shí)反映現(xiàn)場邊坡土體的抗剪強(qiáng)度;其測試方法也比較落后，效率較低，影響了其在土工試驗(yàn)中的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有邊坡現(xiàn)場抗剪強(qiáng)度測試裝置及方法落后的問題，提供一種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置及測試方法，能夠快速、高效地進(jìn)行邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試試驗(yàn)，測量實(shí)時(shí)精確，從而提高了科研水平。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置，包括長方體框架，在長方體框架的框架內(nèi)設(shè)有長方體土體框，所述長方體土體框用于配合放置長方體土體，所述長方體土體框由一個(gè)薄鋼板A、一個(gè)薄鋼板B和兩個(gè)薄鋼側(cè)板構(gòu)成一個(gè)長方體框體結(jié)構(gòu)，薄鋼板A與薄鋼板B相互平行，兩個(gè)薄鋼側(cè)板相互平行，長方體土體框內(nèi)部具有長方體空腔;所述長方體框架的內(nèi)壁與薄鋼板A外側(cè)壁之間緊密對(duì)應(yīng)安裝有千斤頂，所述千斤頂位于長方體框架的上部，千斤頂位于長方體土體框的上部;所述長方體框架的內(nèi)壁上設(shè)有固定桿，在固定桿上安裝有測力計(jì)，測力計(jì)具有傳力桿，測力計(jì)的傳力桿端部與薄鋼板B外側(cè)壁固定連接;所述長方體框架上部設(shè)有用于測量長方體土體剪切移動(dòng)距離的刻度尺。
[0007]為了更好地實(shí)現(xiàn)本邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置，所述長方體土體框的薄鋼板A上設(shè)有卡槽，千斤頂?shù)牡撞颗浜习惭b于卡槽中。
[0008]作為優(yōu)選，所述長方體土體框的薄鋼側(cè)板外側(cè)壁與長方體框架內(nèi)壁之間設(shè)有支撐桿。
[0009]作為優(yōu)選，所述刻度尺與長方體框架之間通過螺釘可拆卸式固定連接。
[0010]作為優(yōu)選，所述卡槽設(shè)置于長方體土體框的薄鋼板A中心位置處。
[0011 ] 一種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試方法，包括邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置，其測試方法如下:
[0012]A、先將長方體框架置于邊坡表面，清除掉邊坡表面的土塊或雜物，然后留下參考標(biāo)記，并使得長方體框架正中位置留有長方體土體，所述長方體土體的上表面為正方形，所述長方體框架內(nèi)部的長方體土體周邊挖空，并整平；
[0013]B、在長方體土體外部安裝薄鋼板A、薄鋼板B和兩個(gè)薄鋼側(cè)板構(gòu)成長方體土體框，使得長方體土體緊密置于長方體土體框中，然后在長方體土體框的薄鋼側(cè)板外側(cè)壁與長方體框架內(nèi)壁之間安裝支撐桿，支撐桿用于支撐固定于長方體土體兩側(cè)，薄鋼板A正中位置留有卡槽，將千斤頂?shù)牡撞颗浜峡ń影惭b于卡槽中，并使得千斤頂?shù)捻敳颗c長方體框架內(nèi)壁頂持;將刻度尺通過若干個(gè)螺釘固定于長方體框架側(cè)部，并使得刻度尺可以對(duì)應(yīng)測量長方體土體在千斤頂剪切作用力下的移動(dòng)距離;將測力計(jì)通過固定桿固定于長方體框架內(nèi)側(cè)，使得千斤頂及測力計(jì)位于長方體土體上半部分的正中位置并固定，然后調(diào)零測力計(jì)的讀數(shù)；
[0014]C、開始長方體土體的剪切試驗(yàn)，通過千斤頂迫使長方體土體的上半部分并進(jìn)行緩慢剪切移動(dòng)，剪切速度保持勻速，同時(shí)觀察刻度尺，時(shí)間間隔T后，觀察測力計(jì)的讀數(shù)并記錄，直至出現(xiàn)剪力峰值，然后繼續(xù)剪切，直到測力計(jì)讀取到的剪力保持不變?yōu)橹梗瑴y力計(jì)讀取到的剪力保持不變的值為剪力平衡值，并記錄刻度尺的刻度變化值；
[0015]D、通過測力計(jì)讀取到的剪力峰值、剪力平衡值以及刻度變化值換算抗剪強(qiáng)度，試驗(yàn)完成后，清理邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置，確保邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置上沒有殘留土樣，以備進(jìn)行下次試驗(yàn)。
[0016]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0017](I)本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)不同土質(zhì)、不同類型邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場實(shí)時(shí)測試的目的，并且具有結(jié)構(gòu)簡單、加工成本低的優(yōu)點(diǎn)，易于在生產(chǎn)和教學(xué)中推廣應(yīng)用。
[0018](2)本發(fā)明通過大表面積薄鋼板的設(shè)計(jì)，減小了剪切過程對(duì)邊坡土體的擾動(dòng)，提高了測試的精度;并且在薄鋼板A正中位置設(shè)置卡槽，保證了剪切過程中裝置的穩(wěn)定性，也提高了試驗(yàn)的精度。
[0019](3)本發(fā)明提高了試驗(yàn)的效率，節(jié)省了人力成本，并且誒對(duì)于抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試試驗(yàn)具有重要的實(shí)踐意義和科研意義。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的俯視圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的側(cè)視圖。
[0022]其中，附圖中的附圖標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱為:
[0023]!一長方體框架，2 一卡槽，3 一薄鋼板A，4 一千斤頂，5 —螺釘，6—刻度尺，7—支撐桿，8—傳力桿，9一固定桿，10—測力計(jì)，11 一長方體土體，12 —薄鋼板B。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明:
[0025]實(shí)施例
[0026]如圖1?圖2所示，一種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置，包括長方體框架I，本實(shí)施例的長方體框架I長為113.5cm，寬為80cm，高為60cm，長方體框架I由鋼板焊接而成，強(qiáng)度較高，可承受一定的荷載。在長方體框架I的框架內(nèi)設(shè)有長方體土體框，長方體土體框用于配合放置長方體土體11，長方體土體框由一個(gè)薄鋼板A3、一個(gè)薄鋼板B12和兩個(gè)薄鋼側(cè)板構(gòu)成一個(gè)長方體框體結(jié)構(gòu)，薄鋼板A3與薄鋼板B12前后相互平行，兩個(gè)薄鋼側(cè)板左右相互平行，一個(gè)薄鋼板A3、一個(gè)薄鋼板B12、兩個(gè)薄鋼側(cè)板為四個(gè)大小一致的鋼板，其鋼板的長為50 cm，鋼板的高為3 O cm，鋼板的厚為0.4 cm，長方體土體框用于固定長方體土體11;長方體土體框內(nèi)部具有長方體空腔。長方體框架I的內(nèi)壁與薄鋼板A3外側(cè)壁之間緊密對(duì)應(yīng)安裝有千斤頂4，本發(fā)明優(yōu)選的千斤頂4為20T立式油壓千斤頂，可使長方體土體11緩慢移動(dòng)，從而對(duì)長方體土體11形成剪切。千斤頂4位于長方體框架I的上部，千斤頂4位于長方體土體框的上部。長方體框架I的內(nèi)壁上設(shè)有固定桿9，固定桿9的長度為6.9cm，強(qiáng)度較大，定桿9用于將測力計(jì)10固定于長方體框架I的內(nèi)側(cè);在固定桿9上安裝有測力計(jì)10，測力計(jì)10具有傳力桿8，傳力桿8的剛度較大，用于把長方體土體11的剪力傳遞給測力計(jì)10;測力計(jì)10的傳力桿8端部與薄鋼板B12外側(cè)壁固定連接。長方體框架I上部設(shè)有用于測量長方體土體11剪切移動(dòng)距離的刻度尺6，刻度尺6用于讀取長方體土體11的剪切位移，可以精確到毫米(mm)。
[0027]如圖1所示，長方體土體框的薄鋼板A3上設(shè)有卡槽2，千斤頂4的底部配合安裝于卡槽2中，卡槽2用于固定千斤頂4，使得千斤頂4剛好置于長方體土體11的正中位置，保證剪切邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置的穩(wěn)定性。
[0028]長方體土體框的薄鋼側(cè)板外側(cè)壁與長方體框架I內(nèi)壁之間設(shè)有支撐桿7，如圖1所示，支撐桿7包括左支撐桿和右支撐桿，左支撐桿、右支撐桿的長度均為14.8cm，左支撐桿、右支撐桿用于固定長方體土體11左右兩側(cè)的薄鋼側(cè)板。
[0029]本發(fā)明優(yōu)選的刻度尺6與長方體框架I之間通過螺釘5可拆卸式固定連接。本發(fā)明優(yōu)選的卡槽2設(shè)置于長方體土體框的薄鋼板A3中心位置處。
[0030]本邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置能夠?qū)崿F(xiàn)不同土質(zhì)、不同類型邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場實(shí)時(shí)測試的目的，并且具有結(jié)構(gòu)簡單、加工成本低的優(yōu)點(diǎn)，易于在生產(chǎn)和教學(xué)中推廣應(yīng)用。
[0031 ] 一種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試方法，其特征在于:包括邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置，其測試方法如下:
[0032]A、先將長方體框架I置于邊坡表面，清除掉邊坡表面的土塊或雜物，然后留下參考標(biāo)記，并使得長方體框架I正中位置留有長方體土體11，長方體土體11的上表面為正方形，長方體框架I內(nèi)部的長方體土體11周邊挖空，并整平；
[0033]B、在長方體土體11外部安裝薄鋼板A3、薄鋼板B12和兩個(gè)薄鋼側(cè)板構(gòu)成長方體土體框，使得長方體土體11緊密置于長方體土體框中，然后在長方體土體框的薄鋼側(cè)板外側(cè)壁與長方體框架I內(nèi)壁之間安裝支撐桿7，支撐桿7用于支撐固定于長方體土體11兩側(cè)，薄鋼板A3正中位置留有卡槽2，將千斤頂4的底部配合卡接安裝于卡槽2中，并使得千斤頂4的頂部與長方體框架I內(nèi)壁頂持;將刻度尺6通過若干個(gè)螺釘5固定于長方體框架I側(cè)部，并使得刻度尺6可以對(duì)應(yīng)測量長方體土體11在千斤頂4剪切作用力下的移動(dòng)距離;將測力計(jì)10通過固定桿9固定于長方體框架I內(nèi)側(cè)，使得千斤頂4及測力計(jì)10位于長方體土體11上半部分的正中位置并固定，然后調(diào)零測力計(jì)10的讀數(shù)；
[0034]C、開始長方體土體11的剪切試驗(yàn)，通過千斤4頂迫使長方體土體11的上半部分并進(jìn)行緩慢剪切移動(dòng)，剪切速度保持勻速，同時(shí)觀察刻度尺6，時(shí)間間隔T后，觀察測力計(jì)10的讀數(shù)并記錄，直至出現(xiàn)剪力峰值，然后繼續(xù)剪切，直到測力計(jì)10讀取到的剪力保持不變?yōu)橹?，測力計(jì)10讀取到的剪力保持不變的值為剪力平衡值，并記錄刻度尺6的刻度變化值；
[0035]D、通過測力計(jì)10讀取到的剪力峰值、剪力平衡值以及刻度變化值換算抗剪強(qiáng)度，試驗(yàn)完成后，清理邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置，確保邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置上沒有殘留土樣，以備進(jìn)行下次試驗(yàn)。
[0036]上述實(shí)施方式只是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，并不是用來限制本發(fā)明的實(shí)施與權(quán)利范圍的，凡依據(jù)本發(fā)明申請專利保護(hù)范圍所述的內(nèi)容做出的等效變化和近似替換，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置，其特征在于:包括長方體框架(I)，在長方體框架(I)的框架內(nèi)設(shè)有長方體土體框，所述長方體土體框用于配合放置長方體土體(11)，所述長方體土體框由一個(gè)薄鋼板A(3)、一個(gè)薄鋼板B( 12)和兩個(gè)薄鋼側(cè)板構(gòu)成一個(gè)長方體框體結(jié)構(gòu)，薄鋼板A(3)與薄鋼板B(12)相互平行，兩個(gè)薄鋼側(cè)板相互平行，長方體土體框內(nèi)部具有長方體空腔;所述長方體框架(I)的內(nèi)壁與薄鋼板A(3)外側(cè)壁之間緊密對(duì)應(yīng)安裝有千斤頂(4)，所述千斤頂(4)位于長方體框架(I)的上部，千斤頂(4)位于長方體土體框的上部；所述長方體框架(I)的內(nèi)壁上設(shè)有固定桿(9)，在固定桿(9)上安裝有測力計(jì)(10)，測力計(jì)(10)具有傳力桿(8)，測力計(jì)(10)的傳力桿(8)端部與薄鋼板B(12)外側(cè)壁固定連接;所述長方體框架(I)上部設(shè)有用于測量長方體土體(11)剪切移動(dòng)距離的刻度尺(6)。2.按照權(quán)利要求1所述的一種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置及測試方法，其特征在于:所述長方體土體框的薄鋼板A(3)上設(shè)有卡槽(2)，千斤頂(4)的底部配合安裝于卡槽(2)中。3.按照權(quán)利要求1所述的一種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置，其特征在于:所述長方體土體框的薄鋼側(cè)板外側(cè)壁與長方體框架(I)內(nèi)壁之間設(shè)有支撐桿(7)。4.按照權(quán)利要求1所述的一種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置，其特征在于:所述刻度尺(6)與長方體框架(I)之間通過螺釘(5)可拆卸式固定連接。5.按照權(quán)利要求2所述的一種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置，其特征在于:所述卡槽(2)設(shè)置于長方體土體框的薄鋼板A( 3)中心位置處。6.一種邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試方法，其特征在于:包括邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置，其測試方法如下: A、先將長方體框架(I)置于邊坡表面，清除掉邊坡表面的土塊或雜物，然后留下參考標(biāo)記，并使得長方體框架(I)正中位置留有長方體土體(11)，所述長方體土體(11)的上表面為正方形，所述長方體框架(I)內(nèi)部的長方體土體(11)周邊挖空，并整平； B、在長方體土體(11)外部安裝薄鋼板A(3)、薄鋼板B(12)和兩個(gè)薄鋼側(cè)板構(gòu)成長方體土體框，使得長方體土體(11)緊密置于長方體土體框中，然后在長方體土體框的薄鋼側(cè)板外側(cè)壁與長方體框架(I)內(nèi)壁之間安裝支撐桿(7)，支撐桿(7)用于支撐固定于長方體土體(11)兩側(cè)，薄鋼板A(3)正中位置留有卡槽(2)，將千斤頂(4)的底部配合卡接安裝于卡槽(2)中，并使得千斤頂(4)的頂部與長方體框架(I)內(nèi)壁頂持;將刻度尺(6)通過若干個(gè)螺釘(5)固定于長方體框架(I)側(cè)部，并使得刻度尺(6)可以對(duì)應(yīng)測量長方體土體(11)在千斤頂(4)剪切作用力下的移動(dòng)距離;將測力計(jì)(10)通過固定桿(9)固定于長方體框架(I)內(nèi)側(cè)，使得千斤頂(4)及測力計(jì)(10)位于長方體土體(11)上半部分的正中位置并固定，然后調(diào)零測力計(jì)(10)的讀數(shù)； C、開始長方體土體(11)的剪切試驗(yàn)，通過千斤(4)頂迫使長方體土體(11)的上半部分并進(jìn)行緩慢剪切移動(dòng)，剪切速度保持勻速，同時(shí)觀察刻度尺(6)，時(shí)間間隔T后，觀察測力計(jì)(10)的讀數(shù)并記錄，直至出現(xiàn)剪力峰值，然后繼續(xù)剪切，直到測力計(jì)(10)讀取到的剪力保持不變?yōu)橹?，并記錄刻度?6)的刻度變化值； D、通過上述測量值換算抗剪強(qiáng)度，試驗(yàn)完成后，清理邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置，確保邊坡土體抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場測試裝置上沒有殘留土樣，以備進(jìn)行下次試驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】G01N3/02GK105973723SQ201610594478
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月26日
【發(fā)明人】員康鋒, 張軍, 王國忠, 孫志杰
【申請人】山西省交通科學(xué)研究院, 山西交科公路勘察設(shè)計(jì)院