一种土体流动柔性边界试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]一种试验装置，特别是一种适用于土体研宄的试验装置。
【背景技术】
[0002]我国领土辽阔、人口众多，又是一个多山国家，山地、高原和丘陵占我国国土面积的高达69%，每年都会有大量的滑坡和泥石流等土体流动破坏所致的地质灾害发生。研宄土体流动变形特性对揭示滑坡、泥石流地质灾害的研宄以及山区建设场地的选址有着重要的意义。目前，传统的土体流动研宄试验装置均采用刚性边界。由于土体在发生流动过程中上部荷载并不会发生变化，且无变形的限制。因此采用传统的土体流动剪切试验装置研宄土体流动破坏问题便会无法避免由于土体流动过程中出现的应力集中现象，将会在很大程度上影响试验结果，使得测得的粘滞系数偏大，从而影响工程的安全性。
【实用新型内容】
[0003]为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单，功能多，解决了以前只能基于刚性边界研宄土体流动破坏试验所引起的局部应力集中的问题的土体流动柔性边界试验装置，本实用新型可以通过对橡皮膜内施加法向应力，实现基于柔性边界的土体流动试验，可以更为准确的揭示土体流动过程的力学性质。
[0004]为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案:
[0005]一种土体流动柔性边界试验装置，包括:容纳土体试样的环剪切室，控制环剪切室的旋转速度的驱动组件，连接于环剪切室的围压控制装置；环剪切室组成有:容纳土体试样的容纳槽，位于容纳槽内的内环，位于容纳槽外围的外环，内环、外环相对转动带动土体试样形成剪切的剪切面，封闭容纳槽上的橡皮膜。
[0006]前述的一种土体流动柔性边界试验装置，内环为金属内环，外环为透明钢化玻璃外环。
[0007]前述的一种土体流动柔性边界试验装置，内环设有凸起。
[0008]前述的一种土体流动柔性边界试验装置，凸起为多个。
[0009]前述的一种土体流动柔性边界试验装置，多个凸起的中心点的连线为圆形。
[0010]前述的一种土体流动柔性边界试验装置，驱动组件包括:马达，连接于马达与环剪切室之间的力感应器。
[0011]前述的一种土体流动柔性边界试验装置，围压控制装置包括:压力控制机，连接于上述压力控制机与橡皮膜之间的阀门。
[0012]本实用新型的有益之处在于:本实用新型通过液压控制土体试样的上边界压力，基于实际工程中所遇到的土体发生连续性流动破坏问题，通过控制橡皮膜内部的液压，给土体试样上部以固定的均布压力荷载边界；通过内环装置实现不同剪切速率、无限剪应变土体流动过程，内环和外环之间的土体形成流动，整个试验过程中适时记录剪切力与液压波动等参数。本实用新型结构简单，试验效果好，解决了过去只能通过刚性边界研宄土体流动破坏而不能真实的反应实际工程中土体发生流动的破坏过程，并且传感器可以重复利用，节省成本。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图；
[0014]图2是本实用新型的一种实施例环剪切室的俯视图；
[0015]图3是本实用新型的一种实施例环内环的俯视图；
[0016]图中附图标记的含义:
[0017]I环剪切室，2容纳槽，3剪切面，4内环，401凸起，5外环，6橡皮膜，7马达，8力感应器，9阀门，10压力控制机，11 土体试样。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
[0019]一种土体流动柔性边界试验装置，包括:容纳土体试样11的环剪切室1，控制环剪切室I的旋转速度的驱动组件，连接于环剪切室I的围压控制装置；环剪切室I组成有:容纳土体试样11的容纳槽2，位于容纳槽2内的内环4，位于容纳槽2外围的外环5，内环4、外环5相对转动带动土体试样形成剪切的剪切面3，封闭容纳槽2上的橡皮膜6。作为一种优选，内环4为金属内环4，外环5为透明钢化玻璃外环5 ;从而可以适时的观测并直观的记录土体流动的破坏过程。为了实现土体的流动，内环4设有凸起401 ;作为一种优选，凸起401为多个，多个凸起401的中心点的连线为圆形。
[0020]驱动组件包括:马达7，连接于马达7与环剪切室I之间的力感应器8。围压控制装置包括:压力控制机10，连接于上述压力控制机10与橡皮膜6之间的阀门9。根据试验所需的密实度，将试样装进环剪室中至设定的高度，在试验上部放置橡皮膜6，并封闭剪切室顶部。根据试验工况调节压力控制机10制至设定的法向压力。设定马达7转动速度，实现特定剪切速率下由内环4转动所形成的土体流动试验过程，扭力传感器开始读数并存储。
[0021]试验系统利用液压控制的柔性边界，结合土体流动剪切试验方法；本实用新型可以实现与实际工程中所遇到的土体流动破坏的真实过程，并可获得该过程中剪切力、边界压力的变化。本实用新型不同于基于刚性边界，以橡皮膜6内部液体(水或油)的压力控制土体试样11上部的垂向压力，实现柔性边界的均布荷载。可以通过透明钢化玻璃外环5适时的观测并直观的记录土体流动的破坏过程。本实用新型通过液压控制土体试样11的上边界压力，基于实际工程中所遇到的土体发生连续性流动破坏问题，通过控制橡皮膜6内部的液压，给土体试样11上部以固定的均布压力荷载边界；通过内环4装置实现不同剪切速率、无限剪应变土体流动过程，内环4和外环5之间的土体形成流动，整个试验过程中适时记录剪切力与液压波动等参数。本实用新型结构简单，试验效果好，解决了过去只能通过刚性边界研宄土体流动破坏而不能真实的反应实际工程中土体发生流动的破坏过程，并且传感器可以重复利用，节省成本。
[0022]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种土体流动柔性边界试验装置，其特征在于，包括:容纳土体试样的环剪切室，控制环剪切室的旋转速度的驱动组件，连接于上述环剪切室的围压控制装置；上述环剪切室组成有:容纳土体试样的容纳槽，位于上述容纳槽内的内环，位于上述容纳槽外围的外环，上述内环、外环相对转动带动土体试样形成剪切的剪切面，封闭上述容纳槽上的橡皮膜。
2.根据权利要求1所述的一种土体流动柔性边界试验装置，其特征在于，上述内环为金属内环，上述外环为透明钢化玻璃外环。
3.根据权利要求1所述的一种土体流动柔性边界试验装置，其特征在于，上述内环设有凸起。
4.根据权利要求3所述的一种土体流动柔性边界试验装置，其特征在于，上述凸起为多个。
5.根据权利要求4所述的一种土体流动柔性边界试验装置，其特征在于，多个上述凸起的中心点的连线为圆形。
6.根据权利要求1所述的一种土体流动柔性边界试验装置，其特征在于，上述驱动组件包括:马达，连接于上述马达与环剪切室之间的力感应器。
7.根据权利要求1所述的一种土体流动柔性边界试验装置，其特征在于，上述围压控制装置包括:压力控制机，连接于上述压力控制机与橡皮膜之间的阀门。
【专利摘要】本实用新型公开了一种土体流动柔性边界试验装置,包括：容纳土体试样的环剪切室，控制环剪切室的旋转速度的驱动组件，连接于环剪切室的围压控制装置；环剪切室组成有：容纳土体试样的容纳槽，位于容纳槽内的剪切面，位于容纳槽内的内环，位于容纳槽外围的外环，封闭容纳槽上的橡皮膜。本实用新型提供一种结构简单，功能多，解决了以前只能基于刚性边界研究土体流动破坏试验所引起的局部应力集中的问题的土体流动柔性边界试验装置，本实用新型可以通过对橡皮膜内施加法向应力，实现基于柔性边界的土体流动试验，可以更为准确的揭示土体流动过程的力学性质。
【IPC分类】G01N3-24
【公开号】CN204556410
【申请号】CN201520155915
【发明人】郑虎, 赵燕容, 王锦国, 周志芳, 朱旭芬
【申请人】河海大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月19日