專利名稱：一種靜止土壓力系數(shù)測定方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種土工試驗的系數(shù)測定方法及裝置，特別是一種靜止土壓力系數(shù)測定方法及裝置。
背景技術：
靜止土壓力系數(shù)是在保證土樣側向變形為零的前提下獲得的徑向壓力與軸向壓
力比值，通常用A0表示。因此，有效的控制土樣徑向變形同時準確獲取土樣所受到的徑向
應力就成為影響靜止土壓力系數(shù)測定成敗的關鍵。目前根據(jù)土樣徑向變形控制方式可將靜止土壓力系數(shù)室內測定方法分為兩大類①剛性壓力室，柔性側限條件或徑向變形傳感器約束。傳壓介質用無氣水或油，均假設液體不可壓縮。②剛性壓力室，剛性側限條件。高 壓條件下實際液體是可以壓縮的，方法①在常壓條件中具有很好的適用性，但是伴隨固結應力不斷增加，壓力室中液體會被壓縮，土樣會發(fā)生膨脹變形，使得實測靜止土壓力系數(shù)偏小。而基于徑向變形傳感器約束的方法只能控制土樣中間位置變形，不能嚴格保證土樣垂直方向徑向變形均能滿足側限條件。方法②中剛性側限條件通常采用點傳感器測量徑向壓力，一方面徑向應力測量存在誤差，另一方面土樣與壓力室側壁之間存在摩擦，土樣大小主應力方向發(fā)生偏轉，使得實測靜止土壓力系數(shù)的可靠性受到質疑。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡單，能夠方便獲取靜止土壓力系數(shù)的方法。為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是
(1)、將土樣安放于底座上，保證活塞與土樣上表面緊密接觸；
(2)、將壓力室安放在底座上，打開排氣孔，并通過進出液孔向壓力室內注滿無氣液
體；
(3)、關閉排氣孔，并將壓力室上進出液通道與液壓傳感器連接；
(4)、伺服控制活塞不動，逐級增加壓力室內液體壓力巧，實時觀測并采集土樣軸向應
力，得到Oi Or關系曲線；
(5)、擬合巧 巧關系曲線斜率，斜率值則為<，根據(jù)關系，獲取土樣靜止土壓力系數(shù)為4=^/2。所述的壓力室包括壓力室、底座、活塞、排水孔、排氣孔、進出液孔和液壓傳感器；在壓力室的底部連接有底座，在壓力室內底座的中間位置有一凸出座，在凸出座上有土樣，在土樣上有活塞伸出壓力室，在凸出座有貫通的排水孔；在底座上有貫通的進出液孔，在進出液孔上連接有液壓傳感器，在壓力室的上端有排氣孔。有益效果，由于采用了上述方案，在三軸壓力室中對圓柱土樣進行軸向變形約束徑向加荷試驗，獲得土樣軸向應力與徑向應力之間的比值< ;根據(jù)二維漸進狀態(tài)準則以及起動摩擦角與靜止土壓力系數(shù)之間關系，分別計算軸向變形約束徑向加荷試驗中軸向用力與徑向應力比值&和徑向變形約束軸向加荷試驗中徑向應力與軸向應力比值A, 二者滿
足，則徑向變形約束軸向加荷試驗中靜止土壓力系數(shù)黽=筆/2,從而建立一種間
接獲取靜止土壓力系數(shù)的方法。優(yōu)點
I. 土樣高度可以逐級變化調節(jié)，在不改變徑向變形約束精度條件下可有效的縮短固結時間，提聞試驗效率。2.試驗壓力范圍大大拓展，可以進行固結圍壓小于SOOkPa的常壓試驗，也可進行固結圍壓高于IOMPa的高壓試驗。3、在常規(guī)三軸壓力室中，間接獲得飽和土樣靜止土壓力系數(shù)，并提高靜止土壓力 系數(shù)量測的準確性。


圖I為本發(fā)明靜止土壓力系數(shù)測定所使用的壓力室總體結構剖面圖。圖2為本發(fā)明的理論依據(jù)圖。圖中1、壓力室；2、底座；3、活塞；4、排水孔；5、排氣孔；6、進出液孔；7、土樣；8、
液壓傳感器是土樣有效摩擦角是土樣的啟動摩擦角是剪應力是正應力。
具體實施例方式下面結合附圖施例對本發(fā)明作進一步的描述
實施例I :在圖I中，靜止土壓力系數(shù)測定所使用的壓力室包括壓力室I、底座2、活塞
3、排水孔4、排氣孔5、進出液孔6和液壓傳感器8 ;在壓力室I的底部連接有底座2，在壓力室內底座的中間位置有一凸出座，在凸出座上有土樣7，在土樣7上有活塞伸出壓力室，在凸出座有貫通的排水孔；在底座上有貫通的進出液孔6，在進出液孔6上連接有液壓傳感器8，在壓力室的上端有排氣孔5。本發(fā)明的靜止土壓力系數(shù)測定方法如下
(1)、將土樣7安放于底座2上，保證活塞3與土樣7上表面緊密接觸；
(2)、將壓力室I安放在底座2上，打開排氣孔5，并通過進出液孔6向壓力室I內注滿無氣液體；
(3)、關閉排氣孔5，并將壓力室I上進出液通道6與液壓傳感器8連接；
(4)、伺服控制活塞3不動，逐級增加壓力室I內液體壓力O,，實時觀測并采集土樣7軸
向應力％，得到·Oa %關系曲線；
(5)、擬合黽 巧關系曲線斜率，斜率值則為式，根據(jù)式=2^關系，獲取土樣靜止土壓力系數(shù)為4=</2 如試驗測得某土樣< =0. 70，則其靜止土壓力系數(shù)& =0. 35。
權利要求
1.一種靜止土壓力系數(shù)測定方法，其特征在于 (1)、將土樣安放于底座上，保證活塞與土樣上表面緊密接觸； (2)、將壓力室安放在底座上，打開排氣孔，并通過進出液孔向壓力室內注滿無氣液體； (3)、關閉排氣孔，并將壓力室上進出液通道與液壓傳感器連接； (4)、伺服控制活塞不動，逐級增加壓力室內液體壓力Or，實時觀測并采集土樣軸向應力％，得到O1 '珥關系曲線； (5)、擬合Oi 珥關系曲線斜率，斜率值則為式，根據(jù)式=2^關系，獲取土樣靜止土壓力系數(shù)為4=</_2。
2.一種靜止土壓力系數(shù)測定裝置，其特征在于所述的壓力室包括壓力室、底座、活塞、排水孔、排氣孔、進出液孔和液壓傳感器；在壓力室的底部連接有底座，在壓力室內底座的中間位置有一凸出座，在凸出座上有土樣，在土樣上有活塞伸出壓力室，在凸出座有貫通的排水孔；在底座上有貫通的進出液孔，在進出液孔上連接有液壓傳感器，在壓力室的上端有排氣孔。
全文摘要
一種靜止土壓力系數(shù)測定方法及裝置，屬于土工試驗的系數(shù)測定方法及裝置。在常規(guī)三軸壓力室內，對土樣實施軸向變形約束徑向加荷試驗，獲得軸向應力和徑向應力比值,根據(jù)二維漸進狀態(tài)準則，軸向變形約束徑向加荷試驗中起動摩擦角與三軸壓縮摩擦角之間關系滿足；而徑向變形約束軸向加荷試驗中起動摩擦角與三軸壓縮摩擦角之間關系滿足。根據(jù)計算得到軸向變形約束徑向加荷試驗中靜止土壓力系數(shù)是軸向變形約束徑向加荷試驗中軸向應力和徑向應力比的0.5倍。本發(fā)明可避免徑向變形約束軸向加荷靜止土壓力系數(shù)試驗中固定截面徑向變形控制代替土樣垂直方向徑向變形控制產生的誤差，適合于飽和砂土靜止土壓力系數(shù)準確測定。
文檔編號G01N3/12GK102830018SQ20121028604
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月13日 優(yōu)先權日2012年8月13日
發(fā)明者趙曉東, 周國慶, 王英杰, 王建州, 況聯(lián)飛, 王濤, 商翔宇 申請人:中國礦業(yè)大學