一種土的剪切面及土與結(jié)構(gòu)界面的環(huán)剪滲透實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土體滲流試驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種土的剪切面及土與結(jié)構(gòu)界面的環(huán)剪滲透實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的滲流試驗(yàn)裝置將土樣處于側(cè)限或三軸應(yīng)力狀態(tài)下的滲透特性，不能測(cè)定土體在發(fā)生大剪切變形下的滲透特性和滲透破壞比降。而處于實(shí)際土工構(gòu)筑物中的土體由于施工過(guò)程和工作應(yīng)力狀態(tài)的不同，往往發(fā)生了大的剪切形變。例如，高土石壩心墻與岸坡接觸部位往往發(fā)生大的剪切變形，該部位的土體在大水力梯度作用下土體剪切面或土與結(jié)構(gòu)界面的滲透破壞是造成土石壩滲透破壞事故的主要原因。研究大剪切變形條件下土體剪切面或土與結(jié)構(gòu)界面的滲流特性、尤其是土體剪切面或土與結(jié)構(gòu)界面的滲透破壞比降的變化特性具有重要的工程實(shí)用價(jià)值。
[0003]目前，現(xiàn)有技術(shù)還沒(méi)有對(duì)上述問(wèn)題提出解決方案，有必要提出一種滲透實(shí)驗(yàn)裝置，可以研究大剪切變形條件下土體剪切面或土與結(jié)構(gòu)界面的滲流特性，對(duì)應(yīng)力和水力耦合作用下土體剪切面或土與結(jié)構(gòu)界面的滲透破壞比降的變化特性提供實(shí)驗(yàn)研究手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種土的剪切面及土與結(jié)構(gòu)界面的環(huán)剪滲透實(shí)驗(yàn)裝置。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種土的剪切面及土與結(jié)構(gòu)界面的環(huán)剪滲透實(shí)驗(yàn)裝置，包括剪切盒、力施加裝置和滲流加壓及測(cè)試系統(tǒng)，所述剪切盒包括固定半體和可旋轉(zhuǎn)的疊放于固定半體上的剪切半體，
[0007]所述固定半體包括底板和設(shè)置在底板上同心設(shè)置的內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)和外環(huán)形凸臺(tái)，所述內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)和外環(huán)形凸臺(tái)具有相同的高度，
[0008]所述剪切半體包括可旋轉(zhuǎn)的疊放于內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)的端面上的內(nèi)環(huán)剪切蓋和疊放于外環(huán)形凸臺(tái)的端面上的外環(huán)剪切蓋，
[0009]所述內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)與內(nèi)環(huán)剪切蓋的外徑相同，所述外環(huán)形凸臺(tái)與外環(huán)剪切蓋的內(nèi)徑相同，四者之間形成一個(gè)用于制備環(huán)形圓柱土試樣的空心圓柱腔，
[0010]所述剪切半體還包括壓蓋，所述壓蓋包括加力端和壓入端，所述加力端與扭矩施加裝置固定，所述壓入端壓入該空心圓柱腔內(nèi)，
[0011]所述底板還設(shè)置有與內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)和內(nèi)環(huán)剪切蓋一起形成的空腔相連通的進(jìn)水孔，所述滲流加壓及測(cè)試系統(tǒng)與進(jìn)水孔連通。
[0012]進(jìn)一步，所述內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)與內(nèi)環(huán)剪切蓋之間、外環(huán)形凸臺(tái)與外環(huán)剪切蓋之間設(shè)置有旋轉(zhuǎn)限位結(jié)構(gòu)。
[0013]進(jìn)一步，所述旋轉(zhuǎn)限位結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)和外環(huán)形凸臺(tái)上端面的鎖釘和對(duì)應(yīng)設(shè)置在內(nèi)環(huán)剪切蓋和外環(huán)剪切蓋下端面的鎖釘滑槽，以及設(shè)置在鎖釘滑槽上與鎖釘對(duì)應(yīng)的鎖釘進(jìn)入孔。
[0014]進(jìn)一步，所述鎖釘分別設(shè)置在內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)和外環(huán)形凸臺(tái)上端面的同一直徑的圓周上，任意相鄰兩鎖釘之間按不同夾角分布在各自所在的圓周上。
[0015]進(jìn)一步，所述鎖釘呈上大下小的T型結(jié)構(gòu)，所述鎖釘滑槽為與鎖釘?shù)腡型結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的T型環(huán)形槽。
[0016]進(jìn)一步，所述底板和壓蓋在構(gòu)成空心圓柱腔的部分上設(shè)置有摩擦凹槽。
[0017]進(jìn)一步，所述外環(huán)剪切蓋、壓蓋和內(nèi)環(huán)剪切蓋之間設(shè)置有緊固螺釘。
[0018]進(jìn)一步，所述內(nèi)環(huán)剪切蓋上設(shè)置有通氣閥。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
[0020]本發(fā)明通過(guò)固定半體和可旋轉(zhuǎn)的疊放于固定半體上的剪切半體，對(duì)環(huán)形柱體土樣的某一高度截面形成剪切效果，然后從環(huán)形試驗(yàn)的內(nèi)部空腔加水進(jìn)行徑向滲流測(cè)試，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)在大剪切變形條件下土體剪切面或土與結(jié)構(gòu)界面的滲流特性的研究，為土體滲透土體剪切面或土與結(jié)構(gòu)界面的滲透破壞比降的變化特性提供試驗(yàn)手段，并可據(jù)此提出解決方案，以減少大壩或堤防工程的潰塌風(fēng)險(xiǎn)和安全事故的發(fā)生。
[0021]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書(shū)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
[0023]圖1為發(fā)明的一種土的剪切面及土與結(jié)構(gòu)界面的環(huán)剪滲透實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為發(fā)明的一種土的剪切面及土與結(jié)構(gòu)界面的環(huán)剪滲透實(shí)驗(yàn)裝置的剖視圖；
[0025]圖3為發(fā)明的一種土的剪切面及土與結(jié)構(gòu)界面的環(huán)剪滲透實(shí)驗(yàn)裝置的固定半體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為發(fā)明的一種土的剪切面及土與結(jié)構(gòu)界面的環(huán)剪滲透實(shí)驗(yàn)裝置的剪切半體(不包括壓蓋)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5為圖4的仰視圖；
[0028]圖6為發(fā)明的一種土的剪切面及土與結(jié)構(gòu)界面的環(huán)剪滲透實(shí)驗(yàn)裝置的壓蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7為圖6的仰視圖。
[0030]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0031]1-剪切盒;2-固定半體;3-剪切半體;4-內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)；5-外環(huán)形凸臺(tái)；6-內(nèi)環(huán)形剪切蓋;7-外環(huán)形剪切蓋;8-空心圓柱腔;9-壓蓋;10-進(jìn)水孔;11-鎖釘;12-鎖釘滑槽;13-鎖釘進(jìn)入孔;14-摩擦凹槽;15-緊固螺釘;16-通氣閥。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0033]如圖所示，本實(shí)施例一種土的剪切面及土與結(jié)構(gòu)界面的環(huán)剪滲透實(shí)驗(yàn)裝置，包括剪切盒1、力施加裝置(圖中未示出)和滲流加壓及測(cè)試系統(tǒng)(圖中未示出)，所述剪切盒I包括固定半體2和可旋轉(zhuǎn)的疊放于固定半體2上的剪切半體3，使剪切半體3在力施加裝置的作用下可相對(duì)于固定半體2作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)土樣施加剪切扭矩，
[0034]所述固定半體2包括底板3和設(shè)置在底板3上同心設(shè)置的內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)4和外環(huán)形凸臺(tái)5，所述內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)4和外環(huán)形凸臺(tái)5具有相同的高度，可對(duì)土樣的同一截面進(jìn)行滲透試驗(yàn)，
[0035]所述剪切半體3包括可旋轉(zhuǎn)的疊放于內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)4的端面上的內(nèi)環(huán)剪切蓋6和疊放于外環(huán)形凸臺(tái)5的端面上的外環(huán)剪切蓋7，
[0036]所述內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)4與內(nèi)環(huán)剪切蓋6的外徑相同，所述外環(huán)形凸臺(tái)5與外環(huán)剪切蓋7的內(nèi)徑相同，在在四者之間形成同一直徑的空心圓柱腔8，從而制備同一直徑的環(huán)形圓柱土試樣，
[0037]所述剪切半體3還包括壓蓋9，所述壓蓋9包括加力端和壓入端，所述加力端與扭矩施加裝置固定，所述壓入端