本發(fā)明屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種土體剪切帶擴展過程觀測方法。

背景技術(shù)：

近年來，人類活動對自然環(huán)境的改造越發(fā)強烈。人類工程活動引發(fā)了許多地質(zhì)災(zāi)害給人民的生命財產(chǎn)造成了巨大的傷害。其中，人類活動誘發(fā)的邊坡失穩(wěn)最為嚴重，而研究邊坡失穩(wěn)的重點就在于研究土體剪切帶的變形和擴展過程。剪切帶是指發(fā)育在巖石圈或土體中且具有剪切應(yīng)變的強烈變形帶，土體中發(fā)育的剪切帶為土體剪切帶。這一變形帶可以是應(yīng)變不連續(xù)的面狀構(gòu)造(斷層)，或者在露頭尺度上見不到幾何不連續(xù)性而呈連續(xù)應(yīng)變的韌性剪切帶。研究表明剪切帶的形成與材料本身的軟化特性密切相關(guān)。土體在內(nèi)外地質(zhì)作用下，外部形態(tài)或內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生局部破裂，變形逐漸集中在相對狹窄的剪切帶內(nèi)，并進一步擴展形成連續(xù)貫通的滑裂面，最終形成滑坡。隨著人們對滑坡失穩(wěn)的深入了解，研究者們通過各種方法來對滑坡失穩(wěn)過程中滑坡帶(也稱土體剪切帶)的擴展過程進行研究。現(xiàn)如今，土體剪切帶的變形問題已經(jīng)成為巖土力學(xué)領(lǐng)域研究的一個重要課題。

目前，許多學(xué)者提出了的多種裝置和方法對剪切帶的擴展過程進行研究，但都不盡人意。如基于潛望鏡的觀測方法，該方法不能定量獲得土體剪切帶的厚度及變形等因素的變化；而基于全有機玻璃上剪切盒的數(shù)字照相技術(shù)與裝置，只適用于小尺寸試樣、低垂直和水平荷載的試驗條件，再加上其測量系統(tǒng)采用量力環(huán)和百分表，精度較低，不能滿足巖土工程中土石混合體等大型直剪試驗的高精度要求；此外，大型循環(huán)剪切儀僅適用室內(nèi)試驗研究，并且在一定程度限制了對土石混合體這類粗粒土介質(zhì)較薄的剪切帶的全面分析等。

因而，現(xiàn)如今沒有一種標準、規(guī)范且使用效果好的土體剪切帶擴展過程觀測方法?，F(xiàn)有的土體剪切帶擴展過程觀測方法均不同程度地存在裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、試驗成本高、試驗過程繁瑣、可操作性差、使用效果較差等問題，最主要的是不能簡便、快速且準確地對剪切帶的土體微觀結(jié)構(gòu)進行分析，從而不能了解土體微觀結(jié)構(gòu)對土體剪切帶宏觀表現(xiàn)的影響規(guī)律，無法建立土體剪切帶的土體微觀結(jié)構(gòu)特性與其宏觀表現(xiàn)之間的聯(lián)系。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種土體剪切帶擴展過程觀測方法，其方法步驟簡單、設(shè)計合理且操作簡便、使用效果好，能簡便、快速獲取被測試土體剪切帶上不同深度處的剪切強度和剪切位置處的微觀結(jié)構(gòu)，以便對土體剪切帶擴展過程進行簡便、直觀觀測。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種土體剪切帶擴展過程觀測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、取樣：采用取樣環(huán)刀從待測試土體剪切帶上多個不同深度處分別切取被測試土樣，并對各被測試土樣的取土深度分別進行記錄；

所述被測試土樣為圓柱狀且其上表面和下表面均為平面；

步驟二、剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲?。簩Σ襟E一中所取的待測試土體剪切帶上多個不同深度處的被測試土樣分別進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取；其中，對任一個所述被測試土樣進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取時，過程如下：

步驟201、取樣環(huán)刀及土樣夾持：采用剪切夾具對內(nèi)裝被測試土樣的取樣環(huán)刀進行水平夾持；

所述剪切夾具包括上夾具和位于所述上夾具正下方的下夾具，所述被測試土樣夾持于所述上夾具和所述下夾具之間；所述上夾具由三個從左至右布設(shè)的上夾持塊拼裝而成，三個所述上夾持塊由左至后分別為左上夾持塊、中上夾持塊和右上夾持塊；所述下夾具包括位于左上夾持塊下方的左下夾持塊和位于右上夾持塊下方的右下夾持塊，所述左下夾持塊和右下夾持塊之間留有供被測試土樣的中部土體向下移動的移動通道，所述中上夾持塊的底部設(shè)置有能伸入至取樣環(huán)刀內(nèi)部的上部頂推凸臺；

本步驟中，采用剪切夾具進行水平夾持時，使內(nèi)裝被測試土樣的取樣環(huán)刀水平夾持于所述上夾具和所述下夾具之間，并使被測試土樣位于中上夾持塊的正下方；此時，所述被測試土樣的上表面呈水平布設(shè)，且被測試土樣的上表面為待測試面；

步驟202、剪切試驗：采用豎向加載裝置且通過中上夾持塊對步驟201中所述被測試土樣施加豎向壓力，使被測試土樣發(fā)生剪切破壞，并計算得出被測試土樣的剪切強度；所述豎向加載裝置位于中上夾持塊的正上方；

發(fā)生剪切破壞后，所述被測試土樣的中部土體下移且其中部土體與左右兩側(cè)土體之間均形成一道剪切縫；

步驟203、固化液滴入：將預(yù)先配制好的固化液滴入步驟202中兩道所述剪切縫的內(nèi)側(cè)上部，通過所述固化液對所述剪切縫內(nèi)側(cè)上部的土體進行固化，固化后的土體為剪切縫內(nèi)固化土體；

所述固化液由環(huán)氧樹脂、丙酮、乙二胺和鄰苯二甲酸二丁酯按照100︰(130～170)︰(6～8)︰(1.8～2.2)的體積比均勻混合而成；

步驟204、土樣底部平切：采樣切割刀具且沿取樣環(huán)刀的底面，對被測試土樣底部進行平切；

步驟205、土樣支頂：待所述剪切縫內(nèi)側(cè)上部的土體固化后，采用支頂工具將被測試土樣沿取樣環(huán)刀向上支頂，直至兩道所述剪切縫的所述剪切縫內(nèi)固化土體均移至取樣環(huán)刀外側(cè)；

步驟206、土樣頂部平切：采樣切割刀具且沿取樣環(huán)刀的頂面，對被測試土樣頂部進行平切；

步驟207、剪切縫內(nèi)土體試樣取出：從步驟206中切割下來的土體中，取出所述剪切縫內(nèi)固化土體作為剪切縫內(nèi)土體試樣；

步驟208、剪切縫內(nèi)土體試樣后續(xù)加工：對步驟207中所述剪切縫內(nèi)土體試樣的待測試面進行切割、磨平和拋光處理，獲得土體觀測面；

步驟209、電鏡掃描：采用掃描電鏡對步驟208中所述土體觀測面進行掃描，并獲得所述土體觀測面的電鏡掃描圖像；

本步驟中，電鏡掃描完成后，獲得該被測試土樣的剪切測試結(jié)果，該被測試土樣的剪切測試結(jié)果包括步驟202中計算得出的被測試土樣的剪切強度和步驟209中獲得的所述土體觀測面的電鏡掃描圖像；

待所述待測試土體剪切帶上多個不同深度處被測試土樣的剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取過程均完成后，獲得所述待測試土體剪切帶上多個不同深度處被測試土樣的剪切測試結(jié)果；

步驟三、剪切測試結(jié)果排序：按照被測試土樣的取土深度由上至下的順序，從前至后對步驟二中獲得的多個所述被測試土樣的剪切測試結(jié)果進行排序，排序后的多個所述被測試土樣的剪切測試結(jié)果為所述待測試土體剪切帶上多個不同深度處的剪切測試結(jié)果，所述待測試土體剪切帶上多個不同深度處的剪切測試結(jié)果組成所述待測試土體剪切帶的擴展過程觀測結(jié)果。

上述一種土體剪切帶擴展過程觀測方法，其特征是：步驟一中進行取樣時，所述待測試土體剪切帶上同一深度處所切取被測試土樣的數(shù)量為一個或多個。

上述一種土體剪切帶擴展過程觀測方法，其特征是：步驟一中所述被測試土樣中所述待測試面的數(shù)量為N個，其中N為正整數(shù)且N≥2；

步驟202中計算得出的被測試土樣的剪切強度為步驟201中所述待測試面所處位置處被測試土樣的剪切強度，步驟209中獲得的所述土體觀測面的電鏡掃描圖像為步驟201中所述待測試面所處位置處被測試土樣的剪切縫內(nèi)土體電鏡掃描圖像；

步驟206中土樣頂部平切完成后，所述被測試土樣的上表面為平面，且此時被測試土樣的上表面為下一個所述待測試面；

步驟209中電鏡掃描完成后，還需N-1次重復(fù)步驟201至步驟209，并按照步驟201至步驟209中所述的方法對被測試土樣的下一個所述待測試面進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取，直至完成被測試土樣中N個所述待測試面的剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取過程；

步驟二中該被測試土樣的剪切測試結(jié)果包括被測試土樣中N個所述待測試面的剪切測試結(jié)果，N個所述待測試面的剪切測試結(jié)果按照所述待測試面由上至下的順序從前至后進行排序；每個所述待測試面的剪切測試結(jié)果均為對該待測試面進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取過程中步驟202中計算得出的被測試土樣的剪切強度和步驟209中獲得的所述土體觀測面的電鏡掃描圖像。

上述一種土體剪切帶擴展過程觀測方法，其特征是：步驟二中進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取時，對步驟一中所取的待測試土體剪切帶上m個不同深度處的被測試土樣分別進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲?。黄渲?，m為正整數(shù)且m≥5；

步驟三中剪切測試結(jié)果排序完成后，獲得m×N個所述待測試面的剪切測試結(jié)果，m×N個所述待測試面的剪切測試結(jié)果按照所述待測試面由上至下的順序從前至后進行排序；m×N個所述待測試面的剪切測試結(jié)果為所述待測試土體剪切帶上m×N個不同深度處的剪切測試結(jié)果，所述待測試土體剪切帶上m×N個不同深度處的剪切測試結(jié)果組成所述待測試土體剪切帶的擴展過程觀測結(jié)果。

上述一種土體剪切帶擴展過程觀測方法，其特征是：步驟三中剪切測試結(jié)果排序完成后，還需采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備且調(diào)用三維重建模塊，對所述待測試土體剪切帶上m×N個不同深度處的剪切測試結(jié)果中的電鏡掃描圖像進行處理，獲得所述待測試土體剪切帶的三維空間模型。

上述一種土體剪切帶擴展過程觀測方法，其特征是：步驟一中取樣完成后，還需根據(jù)取樣環(huán)刀的取樣深度，對各被測試土樣的上表面在所述待測試土體剪切帶上的深度分別進行確定；

N個所述待測試面由上至下布設(shè)且N個所述待測試面中位于最上部的所述待測試面為頂部待測試面，N個所述待測試面中除所述頂部待測試面之外的N-1個所述待測試面為均為下部待測試面；

對各被測試土樣中任一個所述下部待測試面進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取之前，均需根據(jù)該被測試土樣上表面在所述待測試土體剪切帶上的深度，并結(jié)合對位于該下部待測試面上方的各待測試面進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取過程中步驟205中采用支頂工具將被測試土樣沿取樣環(huán)刀向上支頂?shù)闹ы敻叨?，對該下部待測試面在所述待測試土體剪切帶上的深度進行確定；該被測試土樣中N個所述待測試面的剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取過程均完成后，獲得所述待測試土體剪切帶上N個不同深度處的剪切強度，并獲得所述待測試土體剪切帶上N個不同深度處的剪切縫內(nèi)土體電鏡掃描圖像。

上述一種土體剪切帶擴展過程觀測方法，其特征是：步驟209中進行電鏡掃描時，還需采用能譜儀獲取所述土體觀測面的能譜圖。

上述一種土體剪切帶擴展過程觀測方法，其特征是：步驟203中進行固化液滴入時，用滴管將所述固化液逐滴滴至所述剪切縫的內(nèi)側(cè)上部，直至所滴固化液完全覆蓋所述剪切縫上部；步驟203中所述剪切縫內(nèi)固化土體的高度為1m～5mm；

步驟205中采用支頂工具將被測試土樣沿取樣環(huán)刀向上支頂時，支頂高度不小于步驟203中所述剪切縫內(nèi)固化土體的高度。

上述一種土體剪切帶擴展過程觀測方法，其特征是：步驟201中所述下夾具還包括位于左下夾持塊和右下夾持塊之間的中下夾持塊，所述左上夾持塊位于左上夾持塊的正下方，所述右下夾持塊位于中上夾持塊正下方，所述中下夾持塊位于中上夾持塊的正下方；

所述左上夾持塊、中上夾持塊、右上夾持塊、左下夾持塊、所述中下夾持塊和右下夾持塊均呈水平布設(shè)；所述左上夾持塊和右上夾持塊的高度相同，所述中上夾持塊的高度不小于左上夾持塊的高度；所述左下夾持塊、所述中下夾持塊和右下夾持塊的高度均相同，所述中下夾持塊包括能在左下夾持塊與右下夾持塊之間上下移動的上部夾持塊；

所述左上夾持塊與左下夾持塊之間、中上夾持塊與上部夾持塊之間以及右上夾持塊和右下夾持塊之間均通過豎向連接螺栓進行連接。

上述一種土體剪切帶擴展過程觀測方法，其特征是：步驟201中所述下夾具為墊塊式夾具或凸臺式夾具；

所述墊塊式夾具還包括三個分別墊裝在左下夾持塊、所述中下夾持塊和右下夾持塊的上部且能伸入至取樣環(huán)刀內(nèi)部的墊塊，三個所述墊塊拼接形成一個圓餅狀墊層，所述圓餅狀墊層的直徑與取樣環(huán)刀的內(nèi)徑相同；

所述凸臺式夾具中左下夾持塊、所述中下夾持塊和右下夾持塊的上部分別設(shè)置一個能伸入至取樣環(huán)刀內(nèi)的下部頂推凸臺，三個所述下部頂推凸臺拼裝組成一個對被測試土樣進行向上支頂?shù)膱A柱形支頂臺，所述圓柱形支頂臺的直徑與取樣環(huán)刀的內(nèi)徑相同。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

1、方法步驟簡單、設(shè)計巧妙合理且實現(xiàn)簡便，投入成本較低。

2、所采用的剪切夾具結(jié)構(gòu)簡單且加工制作簡便，投入成本較低。同時，該剪切夾具拆裝方便，輕便小巧，并且易于批量化生產(chǎn)，能重復(fù)多次使用。剪切夾具包括上夾具和下夾具，上夾具由三個從左至右布設(shè)的上夾持塊拼裝而成，三個上夾持塊由左至后分別為左上夾持塊、中上夾持塊和右上夾持塊；下夾具包括左下夾持塊和右下夾持塊，左下夾持塊和右下夾持塊之間留有供被測試土樣的中部土體向下移動的移動通道。

3、所采用的剪切夾具由有機玻璃或樹脂材料加工成型，能直觀觀測土體剪切過程。并且，所采用的剪切夾具由多個夾持塊拼接而成，使用方式靈活，組配簡便且替換方便，同時拆卸后能簡便存儲，占用空間小。

4、所采用的剪切夾具對被測試土樣的規(guī)格不限，將被測試土樣連同取樣環(huán)刀同步進行夾持，能適用于多種規(guī)格被測試土樣的剪切試驗過程，結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便且投入成本低，使用過程中操作簡便且實用價值高，無污染，對周圍環(huán)境影響小，并且試驗時壓力由豎向加載裝置的測力裝置直接讀出，簡便、準確，并且能有效解決松散土體抗剪切強度難以測量的問題，推廣應(yīng)用前景廣泛。

5、所采用的剪切夾具與位于其上方的豎向加載裝置組成剪切試驗裝置，使用操作簡便且使用效果好，通過上夾具和下夾具直接夾持內(nèi)裝被測試土樣的取樣環(huán)刀，試驗之前無需對被測試土樣做任何處理，能簡便、快速完成土樣剪切試驗。

6、所采用的剪切試驗裝置測試效率高且測試結(jié)果準確，測試過程易于控制。

7、實現(xiàn)方便、可操作性強且試驗成本較低、使用效果好，試驗方式靈活，根據(jù)實際需要，能對同一個被測試土樣進行一次或多次剪切試驗，相應(yīng)能獲得被測試土樣不同高度處的剪切試驗結(jié)果，結(jié)合多次剪切試驗結(jié)果能得出被測試土樣由上至下的剪切擴展過程；綜合多個不同深度處被測試土樣的剪切測試結(jié)果，創(chuàng)造性地提出一種剪切帶擴展過程觀測方法，實現(xiàn)簡便且使用效果好。一次剪切試驗過程，主要包括取樣環(huán)刀及土樣夾持、剪切試驗、固化液滴入、土樣底部平切、土樣支頂、土樣頂部平切、剪切縫內(nèi)土體試樣取出、剪切縫內(nèi)土體試樣后續(xù)加工和電鏡掃描九個步驟，實現(xiàn)簡便且使用效果好，剪切試驗過程易于控制。

8、采用剪切試驗裝置進行剪切試驗后形成兩道剪切縫，再采用固化液對剪切縫內(nèi)土體進行固化，實現(xiàn)簡便且使用效果好，不會損壞土樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且固化后獲得的剪切縫內(nèi)土體試樣能真實反映剪切縫內(nèi)土體的實際結(jié)構(gòu)。

9、所采用的剪切試驗方法能簡便、快速獲取被測試土體剪切帶上不同深度處的剪切強度和剪切位置處的微觀結(jié)構(gòu)，能在宏觀條件下觀察并分析被測試土體剪切帶的不同深度下的土體微觀結(jié)構(gòu)，分析結(jié)果準確有據(jù)，并且能用于土體剪切帶擴展過程模擬。采用本發(fā)明能測定土體剪切帶不同深度處的剪切強度，并能研究土體剪切帶不同深度處的的土體微觀結(jié)構(gòu)，從而能得出土體剪切帶的擴展過程，并能對土體剪切帶擴展過程中微觀結(jié)構(gòu)的變化情況進行準確、快速研究。因而，采用本發(fā)明能簡便、快速且準確地對剪切帶的土體微觀結(jié)構(gòu)進行分析，從而能了解顆粒層次的土體微觀結(jié)構(gòu)對土體剪切帶宏觀表現(xiàn)的影響規(guī)律，并相應(yīng)建立土體剪切帶的土體微觀結(jié)構(gòu)特性與其宏觀表現(xiàn)之間的聯(lián)系，并能準確得出土體剪切帶的形成規(guī)律。

10、使用效果好且實用價值高，剪切帶的土體結(jié)構(gòu)松軟，從環(huán)刀中取土是易發(fā)生擾動或破壞，而采用本發(fā)明能有效避免該問題實現(xiàn)原狀土的測試，采用本發(fā)明不僅實現(xiàn)了原狀松軟土的抗剪測試，同時能研究土體剪切帶擴展過程，并且成本低，易實現(xiàn)，可操作性強。

11、適用范圍廣，能有效適用至黃土、軟土、滑帶土等土體剪切帶的擴展過程觀測。

綜上所述，本發(fā)明方法步驟簡單、設(shè)計合理且操作簡便、使用效果好，能簡便、快速獲取被測試土體剪切帶上不同深度處的剪切強度和剪切位置處的微觀結(jié)構(gòu)，以便對土體剪切帶擴展過程進行簡便、直觀觀測，不僅能簡便、快速完成土體剪切帶的土樣剪切試驗過程，并能對土體微觀結(jié)構(gòu)進行準確分析。

下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法流程框圖。

圖1-1為本發(fā)明對被測試土樣進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取時的方法流程框圖。

圖1-2為本發(fā)明對被測試土樣進行剪切試驗時的試驗狀態(tài)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例1中剪切夾具的使用狀態(tài)參考圖。

圖2-1為本發(fā)明中上夾持塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2-2為圖2-1的左視圖。

圖3為圖2的A-A剖視圖。

圖4為本發(fā)明采用豎向加載裝置對被測試土樣的下一個待測試面進行下壓前的試驗狀態(tài)參考圖。

圖5為本發(fā)明實施例2中剪切夾具的使用狀態(tài)參考圖。

圖6為本發(fā)明實施例3中剪切夾具的使用狀態(tài)參考圖。

圖7為圖6的A-A剖視圖。

圖7-1為本發(fā)明左下夾持塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7-2為圖7-1的左視圖。

圖7-3為本發(fā)明上部夾持塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7-4為圖7-3的左視圖。

圖7-5為本發(fā)明右下夾持塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7-6為圖7-5的左視圖。

圖8-1為實施例3中本發(fā)明采用豎向加載裝置對被測試土樣進行下壓后的試驗狀態(tài)參考圖。

圖8-2為實施例3中本發(fā)明采用豎向加載裝置對被測試土樣的下一個待測試面進行下壓前的試驗狀態(tài)參考圖。

圖8-3為實施例3中本發(fā)明采用豎向加載裝置對被測試土樣的下一個待測試面進行下壓后的試驗狀態(tài)參考圖。

附圖標記說明:

1—被測試土樣； 2—取樣環(huán)刀； 3—左上夾持塊；

4—中上夾持塊； 4-1—上部頂推凸臺； 5—右上夾持塊；

6—左下夾持塊； 7—上部夾持塊； 8—右下夾持塊；

9—墊裝塊； 10—豎向連接螺栓； 11—液壓千斤頂；

12—限位套； 13—墊塊； 14—下部頂推凸臺。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示的一種土體剪切帶擴展過程觀測方法，包括以下步驟：

步驟一、取樣：采用取樣環(huán)刀2從待測試土體剪切帶上多個不同深度處分別切取被測試土樣1，并對各被測試土樣1的取土深度分別進行記錄；

所述被測試土樣1為圓柱狀且其上表面和下表面均為平面；

步驟二、剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲?。簩Σ襟E一中所取的待測試土體剪切帶上多個不同深度處的被測試土樣1分別進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取；其中，如圖1-1所示，對任一個所述被測試土樣1進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取時，過程如下：

步驟201、取樣環(huán)刀及土樣夾持：采用剪切夾具對內(nèi)裝被測試土樣1的取樣環(huán)刀2進行水平夾持；

如圖1-2、圖2、圖2-1、圖2-2和圖3所示，所述剪切夾具包括上夾具和位于所述上夾具正下方的下夾具，所述被測試土樣1夾持于所述上夾具和所述下夾具之間；所述上夾具由三個從左至右布設(shè)的上夾持塊拼裝而成，三個所述上夾持塊由左至后分別為左上夾持塊3、中上夾持塊4和右上夾持塊5；所述下夾具包括位于左上夾持塊3下方的左下夾持塊6和位于右上夾持塊5下方的右下夾持塊8，所述左下夾持塊6和右下夾持塊8之間留有供被測試土樣1的中部土體向下移動的移動通道，所述中上夾持塊4的底部設(shè)置有能伸入至取樣環(huán)刀2內(nèi)部的上部頂推凸臺4-1；

本步驟中，采用剪切夾具進行水平夾持時，使內(nèi)裝被測試土樣1的取樣環(huán)刀2水平夾持于所述上夾具和所述下夾具之間，并使被測試土樣1位于中上夾持塊4的正下方；此時，所述被測試土樣1的上表面呈水平布設(shè)，且被測試土樣1的上表面為待測試面；

步驟202、剪切試驗：采用豎向加載裝置且通過中上夾持塊4對步驟201中所述被測試土樣1施加豎向壓力，使被測試土樣1發(fā)生剪切破壞，并計算得出被測試土樣1的剪切強度；所述豎向加載裝置位于中上夾持塊4的正上方；

發(fā)生剪切破壞后，所述被測試土樣1的中部土體下移且其中部土體與左右兩側(cè)土體之間均形成一道剪切縫；

步驟203、固化液滴入：將預(yù)先配制好的固化液滴入步驟202中兩道所述剪切縫的內(nèi)側(cè)上部，通過所述固化液對所述剪切縫內(nèi)側(cè)上部的土體進行固化，固化后的土體為剪切縫內(nèi)固化土體；

所述固化液由環(huán)氧樹脂、丙酮、乙二胺和鄰苯二甲酸二丁酯按照100︰150︰7︰2的體積比均勻混合而成；

步驟204、土樣底部平切：采樣切割刀具且沿取樣環(huán)刀2的底面，對被測試土樣1底部進行平切；

步驟205、土樣支頂：待所述剪切縫內(nèi)側(cè)上部的土體固化后，采用支頂工具將被測試土樣1沿取樣環(huán)刀2向上支頂，直至兩道所述剪切縫的所述剪切縫內(nèi)固化土體均移至取樣環(huán)刀2外側(cè)；

步驟206、土樣頂部平切：采樣切割刀具且沿取樣環(huán)刀2的頂面，對被測試土樣1頂部進行平切；

步驟207、剪切縫內(nèi)土體試樣取出：從步驟206中切割下來的土體中，取出所述剪切縫內(nèi)固化土體作為剪切縫內(nèi)土體試樣；

步驟208、剪切縫內(nèi)土體試樣后續(xù)加工：對步驟207中所述剪切縫內(nèi)土體試樣的待測試面進行切割、磨平和拋光處理，獲得土體觀測面；

步驟209、電鏡掃描：采用掃描電鏡對步驟208中所述土體觀測面進行掃描，并獲得所述土體觀測面的電鏡掃描圖像；

本步驟中，電鏡掃描完成后，獲得該被測試土樣1的剪切測試結(jié)果，該被測試土樣1的剪切測試結(jié)果包括步驟202中計算得出的被測試土樣1的剪切強度和步驟209中獲得的所述土體觀測面的電鏡掃描圖像；

待所述待測試土體剪切帶上多個不同深度處被測試土樣1的剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取過程均完成后，獲得所述待測試土體剪切帶上多個不同深度處被測試土樣1的剪切測試結(jié)果；

步驟三、剪切測試結(jié)果排序：按照被測試土樣1的取土深度由上至下的順序，從前至后對步驟二中獲得的多個所述被測試土樣1的剪切測試結(jié)果進行排序，排序后的多個所述被測試土樣1的剪切測試結(jié)果為所述待測試土體剪切帶上多個不同深度處的剪切測試結(jié)果，所述待測試土體剪切帶上多個不同深度處的剪切測試結(jié)果組成所述待測試土體剪切帶的擴展過程觀測結(jié)果。

這樣，通過所述待測試土體剪切帶上多個不同深度處的剪切測試結(jié)果，能直接對所述待測試土體剪切帶的擴展過程進行觀測，實現(xiàn)簡便且觀測效果直觀、準確，能真實模擬土體剪切帶的擴展過程。實際操作過程中，按照本發(fā)明對不同時間所述待測試土體剪切帶的被測試土樣1進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取，能進一步準確了解待測試土體剪切帶的變形和擴展過程。

其中，所述剪切縫內(nèi)土體試樣的待測試面為其上表面。因而，步驟208中進行剪切縫內(nèi)土體試樣后續(xù)加工，對所述剪切縫內(nèi)土體試樣的上表面進行切割、磨平和拋光處理。

本實施例中，步驟一中進行取樣時，所述待測試土體剪切帶上同一深度處所切取被測試土樣1的數(shù)量為一個或多個。

本實施例中，步驟一中所述被測試土樣1中所述待測試面的數(shù)量為N個，其中N為正整數(shù)且N≥2；

步驟202中計算得出的被測試土樣1的剪切強度為步驟201中所述待測試面所處位置處被測試土樣1的剪切強度，步驟209中獲得的所述土體觀測面的電鏡掃描圖像為步驟201中所述待測試面所處位置處被測試土樣1的剪切縫內(nèi)土體電鏡掃描圖像；

步驟206中土樣頂部平切完成后，所述被測試土樣1的上表面為平面，且此時被測試土樣1的上表面為下一個所述待測試面；

步驟209中電鏡掃描完成后，還需N-1次重復(fù)步驟201至步驟209，并按照步驟201至步驟209中所述的方法對被測試土樣1的下一個所述待測試面進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取，直至完成被測試土樣1中N個所述待測試面的剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取過程；

步驟二中該被測試土樣1的剪切測試結(jié)果包括被測試土樣1中N個所述待測試面的剪切測試結(jié)果，N個所述待測試面的剪切測試結(jié)果按照所述待測試面由上至下的順序從前至后進行排序；每個所述待測試面的剪切測試結(jié)果均為對該待測試面進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取過程中步驟202中計算得出的被測試土樣1的剪切強度和步驟209中獲得的所述土體觀測面的電鏡掃描圖像。

本實施例中，步驟二中進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取時，對步驟一中所取的待測試土體剪切帶上m個不同深度處的被測試土樣1分別進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲??；其中，m為正整數(shù)且m≥5；

步驟三中剪切測試結(jié)果排序完成后，獲得m×N個所述待測試面的剪切測試結(jié)果，m×N個所述待測試面的剪切測試結(jié)果按照所述待測試面由上至下的順序從前至后進行排序；m×N個所述待測試面的剪切測試結(jié)果為所述待測試土體剪切帶上m×N個不同深度處的剪切測試結(jié)果，所述待測試土體剪切帶上m×N個不同深度處的剪切測試結(jié)果組成所述待測試土體剪切帶的擴展過程觀測結(jié)果。

實際使用時，可根據(jù)具體需要，對m的取值大小進行相應(yīng)調(diào)整，其中m的數(shù)量越大，測試結(jié)果越準確。

本實施例中，步驟三中剪切測試結(jié)果排序完成后，還需采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備且調(diào)用三維重建模塊，對所述待測試土體剪切帶上m×N個不同深度處的剪切測試結(jié)果中的電鏡掃描圖像進行處理，獲得所述待測試土體剪切帶的三維空間模型。

這樣，通過對所述待測試土體剪切帶的三維空間模型能對被測試剪切帶在外力作用下的變形和擴展過程進行直觀、準確觀測。

本實施例中，步驟一中取樣完成后，還需根據(jù)取樣環(huán)刀2的取樣深度，對各被測試土樣1的上表面在所述待測試土體剪切帶上的深度分別進行確定；

N個所述待測試面由上至下布設(shè)且N個所述待測試面中位于最上部的所述待測試面為頂部待測試面，N個所述待測試面中除所述頂部待測試面之外的N-1個所述待測試面為均為下部待測試面；

對各被測試土樣1中任一個所述下部待測試面進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取之前，均需根據(jù)該被測試土樣1上表面在所述待測試土體剪切帶上的深度，并結(jié)合對位于該下部待測試面上方的各待測試面進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取過程中步驟205中采用支頂工具將被測試土樣1沿取樣環(huán)刀2向上支頂?shù)闹ы敻叨?，對該下部待測試面在所述待測試土體剪切帶上的深度進行確定；該被測試土樣1中N個所述待測試面的剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取過程均完成后，獲得所述待測試土體剪切帶上N個不同深度處的剪切強度，并獲得所述待測試土體剪切帶上N個不同深度處的剪切縫內(nèi)土體電鏡掃描圖像。

其中，所述待測試土體剪切帶上N個不同深度處的剪切縫內(nèi)土體電鏡掃描圖像分別為N個所述待測試面的剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取過程中獲得的所述土體觀測面的電鏡掃描圖像。

本實施例中，N＝3～8。

實際使用時，可根據(jù)具體需要，對N的取值大小進行相應(yīng)調(diào)整。

本實施例中，步驟209中進行電鏡掃描時，還需采用能譜儀獲取所述土體觀測面的能譜圖。這樣，根據(jù)所述土體觀測面的能譜圖，能對該土體觀測面的電鏡掃描圖像中各土體顆粒的材質(zhì)進行確定。同時，根據(jù)該土體觀測面的電鏡掃描圖像，能觀測該土體觀測面上各土體顆粒的形狀以及土體顆粒間隙。

本實施例中，步驟203中進行固化液滴入時，用滴管將所述固化液逐滴滴至所述剪切縫的內(nèi)側(cè)上部，直至所滴固化液完全覆蓋所述剪切縫上部；步驟203中所述剪切縫內(nèi)固化土體的高度為1m～5mm；

步驟205中采用支頂工具將被測試土樣1沿取樣環(huán)刀2向上支頂時，支頂高度不小于步驟203中所述剪切縫內(nèi)固化土體的高度。

本實施例中，步驟203中所述剪切縫內(nèi)固化土體的高度為1m～5mm；

步驟205中采用支頂工具將被測試土樣1沿取樣環(huán)刀2向上支頂時，支頂高度不小于步驟203中所述剪切縫內(nèi)固化土體的高度。

實際使用時，步驟205中采用支頂工具將被測試土樣1沿取樣環(huán)刀2向上支頂時，支頂高度為3m～6mm。

本實施例中，支頂高度為5mm。

本實施例中，步驟201中所述左上夾持塊3和右上夾持塊5的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且二者呈對稱布設(shè)，所述左下夾持塊6和右下夾持塊8的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且二者呈對稱布設(shè)。

并且，所述上部頂推凸臺4-1的寬度與中上夾持塊4的寬度相同且其厚度不小于所述豎向加載裝置對被測試土樣1豎向下壓高度。所述上部頂推凸臺4-1的前后側(cè)壁分別與取樣環(huán)刀2的前后內(nèi)壁緊貼。

本實施例中，所述豎向加載裝置為呈豎直向布設(shè)的液壓千斤頂11或液壓油缸。

實際使用時，所述豎向加載裝置也可以采用其它類型的加載裝置。

本實施例中，所述上夾具和所述下夾具均為長方體夾具。并且，所述上夾具的長度和寬度均與所述下夾具相同。

實際使用時，所述上夾具和所述下夾具的寬度均不于取樣環(huán)刀2的內(nèi)徑，所述中上夾持塊4的寬度小于取樣環(huán)刀2的內(nèi)徑。

本實施例中，所述上夾具和所述下夾具的寬度均大于取樣環(huán)刀2的內(nèi)徑，所述中上夾持塊4的寬度小于取樣環(huán)刀2的內(nèi)徑。

并且，所述中上夾持塊4的寬度為取樣環(huán)刀2的內(nèi)徑的本實施例中，所述中上夾持塊4的寬度為取樣環(huán)刀2的內(nèi)徑的實際使用時，可根據(jù)具體需要，對中上夾持塊4的寬度進行相應(yīng)調(diào)整。

本實施例中，所述被測試土樣1的高度與取樣環(huán)刀2的高度相同且二者的高度均為20mm。并且，所述被測試土樣1的直徑與取樣環(huán)刀2的內(nèi)徑相同。

其中，所述取樣環(huán)刀2的直徑為61.8mm。

本實施例中，步驟201中所述下夾具還包括位于左下夾持塊6和右下夾持塊8之間的中下夾持塊，所述左上夾持塊3位于左上夾持塊3的正下方，所述右下夾持塊8位于中上夾持塊4正下方，所述中下夾持塊位于中上夾持塊4的正下方；

所述左上夾持塊3、中上夾持塊4、右上夾持塊5、左下夾持塊6、所述中下夾持塊和右下夾持塊8均呈水平布設(shè)；所述左上夾持塊3和右上夾持塊5的高度相同，所述中上夾持塊4的高度不小于左上夾持塊3的高度；所述左下夾持塊6、所述中下夾持塊和右下夾持塊8的高度均相同，所述中下夾持塊包括能在左下夾持塊6與右下夾持塊8之間上下移動的上部夾持塊7；

所述左上夾持塊3與左下夾持塊6之間、中上夾持塊4與上部夾持塊7之間以及右上夾持塊5和右下夾持塊8之間均通過豎向連接螺栓10進行連接。

本實施例中，所述左上夾持塊3與左下夾持塊6之間、中上夾持塊4與上部夾持塊7之間以及右上夾持塊5和右下夾持塊8之間均通過前后兩個所述豎向連接螺栓10進行連接。前后兩個所述豎向連接螺栓10分別位于取樣環(huán)刀2的前后兩側(cè)。

并且，所述左上夾持塊3、左下夾持塊6、中上夾持塊4、上部夾持塊7、右上夾持塊5和右下夾持塊8的前后兩側(cè)均開有一個供豎向連接螺栓10安裝的螺栓安裝孔。

實際使用時，所述中上夾持塊4能在左上夾持塊3與右上夾持塊5之間進行上下移動。

本實施例中，所述中上夾持塊4的高度大于左上夾持塊3的高度，所述中上夾持塊4的高度比左上夾持塊3的高度大Hmm，其中H＝2～8。

本實施例中，所述中下夾持塊還包括墊裝于上部夾持塊7正下方的墊裝塊9。

并且，所述左下夾持塊6和右下夾持塊8的高度相同，所述上部夾持塊7的高度小于左下夾持塊6的高度，且上部夾持塊7和墊裝塊9的高度之和與左下夾持塊6的高度相同。

本實施例中，所述左上夾持塊3、中上夾持塊4、右上夾持塊5、左下夾持塊6、所述中下夾持塊和右下夾持塊8均為長方體；所述左上夾持塊3、中上夾持塊4和右上夾持塊5的底面均為水平面，所述左下夾持塊6、所述中下夾持塊和右下夾持塊8的頂面均為水平面。

實際加工時，所述左上夾持塊3和左下夾持塊6的寬度相同，所述中上夾持塊4和所述中下夾持塊的寬度相同，且右上夾持塊5和右下夾持塊8的寬度相同。

本實施例中，所述左上夾持塊3、中上夾持塊4、右上夾持塊5、左下夾持塊6、所述中下夾持塊和右下夾持塊8的長度和寬度均相同。并且，所述上部夾持塊7和墊裝塊9的長度、寬度和高度均相同。

本實施例中，所述上夾具的底部開有供取樣環(huán)刀2上部卡裝的圓形卡裝槽，所述下夾具的頂部開有供取樣環(huán)刀2底部卡裝的圓形卡裝槽。

并且，所述圓形卡裝槽的直徑與被測試土樣1的直徑相同。

實際加工時，所述左上夾持塊3、中上夾持塊4、右上夾持塊5、左下夾持塊6、上部夾持塊7、右下夾持塊8和墊裝塊9均為透明的有機玻璃塊。

本實施例中，步驟205中所述支頂工具為頂推千斤頂或頂推油缸。

本實施例中，步驟207中進行剪切縫內(nèi)土體試樣取出時，需從步驟205中兩道所述剪切縫內(nèi)分別取出所述剪切縫內(nèi)土體試樣；并且，從每道所述剪切縫內(nèi)取出所述剪切縫內(nèi)土體試樣時，均從該剪切縫內(nèi)取出一塊或多塊所述剪切縫內(nèi)固化土體作為所述剪切縫內(nèi)土體試樣。

并且，步驟207中剪切縫內(nèi)土體試樣取出后，還需對所述剪切縫內(nèi)土體試樣進行烘干或風(fēng)干。

本實施例中，采用烘箱對所述剪切縫內(nèi)土體試樣進行烘干。實際使用時，也可以采用自然風(fēng)干方式。

烘干結(jié)束之前，需每隔8min～12min對所述剪切縫內(nèi)土體試樣進行一次稱量，直到與上一次稱量結(jié)果相比連續(xù)三次稱量所述剪切縫內(nèi)土體試樣的質(zhì)量變化均不超過0.02g時，烘干過程結(jié)束。

本實施例中，采用烘箱對所述剪切縫內(nèi)土體試樣烘烤一小時后，每隔10分鐘取出稱量，直到三次稱量質(zhì)量變化不超過0.02g，便完成所述剪切縫內(nèi)土體試樣的干燥處理過程。所述剪切縫內(nèi)土體試樣經(jīng)干燥處理后，能將內(nèi)部殘余水分排出，便于快速完成所述剪切縫內(nèi)土體試樣的內(nèi)部固化過程。同時，能有效保持所述剪切縫內(nèi)土體試樣的內(nèi)部固體結(jié)構(gòu)和孔隙不被破壞。

本實施例中，步驟202中進行剪切試驗之前，先將墊裝塊9水平抽出，使上部夾持塊7下部懸空。

步驟201中取樣環(huán)刀及土樣夾持完成后，將內(nèi)部夾持有取樣環(huán)刀2和被測試土樣1的所述剪切夾具水平放置于水平工作臺上，所述豎向加載裝置位于所述水平工作臺上。

本實施例中，步驟202中對被測試土樣1的剪切強度進行計算時，根據(jù)公式進行計算。

公式(1)中，F(xiàn)為步驟202中所述被測試土樣1所能承受的最大豎向壓力，A為步驟202中對步驟201中所述被測試土樣1施加豎向壓力過程中被測試土樣1的剪切面積。其中，A為中上夾持塊4與被測試土樣1之間的接觸面積。

本實施例中，步驟203中進行固化液滴入時，用滴管將所述固化液逐滴滴至所述剪切縫的內(nèi)側(cè)上部，直至所滴固化液完全覆蓋所述剪切縫上部。所述固化液的配制過程簡便且使用效果好，具有粘度較小、熱固性能好等優(yōu)點。

實際使用時，可根據(jù)具體需要，對所述固化液中環(huán)氧樹脂、丙酮、乙二胺和鄰苯二甲酸二丁酯的體積比進行相應(yīng)調(diào)整。

本實施例中，步驟203中進行固化液滴入之前，先將所述上夾具從被測試土樣1上移開。

本實施例中，步驟203中固化液滴入完成后且步驟204進行土樣底部平切之前，需靜置直至所述剪切縫內(nèi)側(cè)上部的土體完全固化。

并且，在常溫條件下靜置，常溫條件下為20℃～30℃溫度條件下。

實際使用時，所述固化液中的所述環(huán)氧樹脂均為雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、多官能度酚醛環(huán)氧樹脂、線性酚醛環(huán)氧樹脂或溴化型環(huán)氧樹脂中的一種或任意幾種的混合物。本實施例中，所述固化液中的所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂。

本實施例中，步驟202中采用所述豎向加載裝置且通過中上夾持塊4對步驟201中所述被測試土樣1施加豎向壓力后，所述中上夾持塊4豎向向下移動hmm，其中h≤H。

本實施例中，步驟一中進行取樣，所采用的取樣方法為取樣環(huán)刀2的常規(guī)取樣方法(即環(huán)刀取樣法)，取樣過程簡單、實現(xiàn)方便。

實際進行土樣切取時，所述取樣環(huán)刀2既可以呈豎直向布設(shè)，也可以呈傾斜向布設(shè)。因而，可根據(jù)具體需要，對取樣環(huán)刀2的取樣方向進行調(diào)整。

本實施例中，步驟207中從切割下來的土體中取出所述剪切縫內(nèi)固化土體時，采用棉簽將所述剪切縫內(nèi)固化土體粘出來。

實際使用時，步驟201中所述下夾具為墊塊式夾具或凸臺式夾具；

如圖4所示，所述墊塊式夾具還包括三個分別墊裝在左下夾持塊6、所述中下夾持塊和右下夾持塊8的上部且能伸入至取樣環(huán)刀2內(nèi)部的墊塊13，三個所述墊塊13拼接形成一個圓餅狀墊層，所述圓餅狀墊層的直徑與取樣環(huán)刀2的內(nèi)徑相同；

如圖7-1、圖7-2、圖7-3、圖7-4、圖7-5和圖7-6所示，所述凸臺式夾具中左下夾持塊6、所述中下夾持塊和右下夾持塊8的上部分別設(shè)置一個能伸入至取樣環(huán)刀2內(nèi)的下部頂推凸臺14，三個所述下部頂推凸臺14拼裝組成一個對被測試土樣1進行向上支頂?shù)膱A柱形支頂臺，所述圓柱形支頂臺的直徑與取樣環(huán)刀2的內(nèi)徑相同。

本實施例中，所述下夾具為墊塊式夾具。

因而，對所述被測試土樣1中任一個所述下部待測試面進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取過程中，步驟201中進行取樣環(huán)刀及土樣夾持時，還需在左下夾持塊6、所述中下夾持塊(具體是上部夾持塊7)和右下夾持塊8的上部均設(shè)置有墊裝一個伸入至取樣環(huán)刀2內(nèi)部的墊塊13，所述墊塊13的厚度與此時被測試土樣1底面至取樣環(huán)刀2底面之間的距離相同；并且左下夾持塊6、所述中下夾持塊(具體是上部夾持塊7)和右下夾持塊8上部所墊裝的墊塊13拼接形成一個圓餅狀墊層，所述圓餅狀墊層伸入至取樣環(huán)刀2內(nèi)，且所述圓餅狀墊層的直徑與取樣環(huán)刀2的內(nèi)徑相同。

實際使用時，也可以在左下夾持塊6、所述中下夾持塊(具體是上部夾持塊7)和右下夾持塊8的上部分別設(shè)置一個能伸入至取樣環(huán)刀2內(nèi)的下部頂推凸臺14，三個所述下部頂推凸臺14的高度均不小于此時被測試土樣1底面至取樣環(huán)刀2底面之間的距離，且三個所述下部頂推凸臺14拼裝組成一個對被測試土樣1進行向上支頂?shù)膱A柱形支頂臺，所述圓柱形支頂臺14的直徑與取樣環(huán)刀2的內(nèi)徑相同。

本實施例中，步驟205中采用支頂工具將被測試土樣1沿取樣環(huán)刀2向上支頂時，還需對被測試土樣1的支頂高度進行記錄。

本實施例中，步驟208中對所述待測試面進行切割、磨平和拋光處理時，先采用切割機切平，再采用自動磨片機細磨，隨后采用磨料進行精磨，精磨完成后再在拋光機上進行拋光。

進行精磨時，將經(jīng)細磨后的所述待測試面在毛玻璃板上研磨，研磨時手執(zhí)所述剪切縫內(nèi)土體試樣作圓周運動，研磨過程中采用水作為潤滑劑和冷卻劑。

本實施例中，取出所述剪切縫內(nèi)土體試樣后，將所述剪切縫內(nèi)土體試樣粘在載玻片上；之后，將粘在載玻片上的所述剪切縫內(nèi)土體試樣放進自動磨片機，對所述剪切縫內(nèi)土體試樣的所述待測試面進行細磨，細磨后所述待測試面肉眼觀測沒有空洞、裂紋和擦痕；然后，將細磨后的所述剪切縫內(nèi)土體試樣在用水作潤滑劑和冷卻劑，用金剛砂磨料在毛玻璃板上精磨，待所述剪切縫內(nèi)土體試樣的所述待測試面全部發(fā)亮且在斜光下檢查沒有擦痕后停止精磨；最后，將精磨后的所述剪切縫內(nèi)土體試樣放置在拋光機上加拋光液進行拋光，拋光時間為2-5分鐘。

本實施例中，步驟209中進行電鏡掃描時，由左至右或由右至左進行連續(xù)掃描。

實際進行電鏡掃描時，將所述剪切縫內(nèi)土體試樣放在掃描電鏡下進行掃描。掃描次數(shù)根據(jù)所述待測試面的大小需要進行確定。

實際操作過程中，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備為PC機、筆記本或掌上電腦PDA。本實施例中，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備為PC機。

本實施例中，步驟209中電鏡掃描完成后，對所述剪切縫內(nèi)土體試樣的土體微觀結(jié)構(gòu)進行分析時，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備調(diào)用Image-Pro Plus軟件對所述電鏡掃描圖像進行處理。

實際進行微觀結(jié)構(gòu)分析時，先將所述待測試面的整幅電鏡掃描圖像導(dǎo)入到Image-Pro Plus軟件中，利用Image-Pro Plus軟件觀察分析土體顆粒膠結(jié)、相隔距離及顆粒邊緣的規(guī)律。

并且，采用Image-Pro Plus軟件觀察分析所述待測試土體剪切帶上N個不同深度處的剪切縫內(nèi)土體電鏡掃描圖像后，能簡便得出所述待測試土體剪切帶上不同深度處的土體微觀結(jié)構(gòu)，通過對不同深度處剪切縫內(nèi)土體電鏡掃描圖像進行分析，能得出所述待測試土體剪切帶上由上至下微觀土體顆粒的折斷、錯動、變化情況，從而能直接、快速分析得出所述待測試土體剪切帶的擴展過程。

實施例2

如圖5所示，本實施例中，與實施例1不同的是：步驟201中所述剪切夾具還包括套裝于所述上夾具和位于所述下夾具外側(cè)的限位套12。

本實施例中，其余方法步驟與實施例1相同。

實施例3

如圖6、圖7所示，本實施例中，與實施例1不同的是：步驟201中所述上夾具和所述下夾具的寬度均與取土環(huán)刀2的內(nèi)徑相同；所述中下夾持塊僅包括上部夾持塊7；所述左上夾持塊3、右上夾持塊5、左下夾持塊6和右下夾持塊8的長度、寬度和高度均相同，所述中上夾持塊4和上部夾持塊7的寬度和高度均與左上夾持塊3相同，所述中上夾持塊4和上部夾持塊7的長度相同且二者的長度均大于左上夾持塊3的長度。

實際加工時，所述左上夾持塊3、右上夾持塊5、中上夾持塊4、左下夾持塊6、右下夾持塊8和所述中下夾持塊的長度也可以均相同。

并且，所述上夾具的底部和所述下夾具的頂部均未開所述圓形卡裝槽。

本實施例中，所述左上夾持塊3和右上夾持塊5的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且二者呈對稱布設(shè)，所述左下夾持塊6和右下夾持塊8的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且二者呈對稱布設(shè)。

本實施例中，所述下夾具為凸臺式夾具；如圖7-1、圖7-2、圖7-3、圖7-4、圖7-5和圖7-6所示，所述凸臺式夾具中左下夾持塊6、所述中下夾持塊和右下夾持塊8的上部分別設(shè)置一個能伸入至取樣環(huán)刀2內(nèi)的下部頂推凸臺14，三個所述下部頂推凸臺14拼裝組成一個對被測試土樣1進行向上支頂?shù)膱A柱形支頂臺，所述圓柱形支頂臺的直徑與取樣環(huán)刀2的內(nèi)徑相同。

因而，對所述被測試土樣1中任一個所述下部待測試面進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取過程中，三個所述下部頂推凸臺14的高度均不小于此時被測試土樣1底面至取樣環(huán)刀2底面之間的距離。本實施例中，三個所述下部頂推凸臺14的高度均相同且其高度均大于取樣環(huán)刀2高度的一半。實際加工時，可將三個所述下部頂推凸臺14的高度加工成與取樣環(huán)刀2的高度相同。

并且，對所述頂部待測試面進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取時，步驟202中剪切試驗之前的試驗狀態(tài)，詳見圖7；步驟202中剪切試驗完成后的試驗狀態(tài)，詳見圖8-1。對位于所述頂部待測試面下方且與所述頂部待測試面相鄰的下一個所述待測試面進行剪切試驗及土體微觀結(jié)構(gòu)圖像獲取時，步驟202中剪切試驗之前的試驗狀態(tài)，詳見圖8-2；步驟202中剪切試驗完成后的試驗狀態(tài)，詳見圖8-3。

本實施例中，其余方法步驟與實施例1相同。

實施例4

本實施例中，與實施例1不同的是：步驟203中所述固化液由環(huán)氧樹脂、丙酮、乙二胺和鄰苯二甲酸二丁酯按照100︰170︰6︰2.2的體積比均勻混合而成。

本實施例中，其余方法步驟與實施例1相同。

實施例5

本實施例中，與實施例1不同的是：步驟203中所述固化液由環(huán)氧樹脂、丙酮、乙二胺和鄰苯二甲酸二丁酯按照100︰170︰8︰1.8的體積比均勻混合而成。

本實施例中，其余方法步驟與實施例1相同。

實施例6

本實施例中，與實施例1不同的是：步驟203中所述固化液由環(huán)氧樹脂、丙酮、乙二胺和鄰苯二甲酸二丁酯按照100︰130︰8︰1.8的體積比均勻混合而成。

本實施例中，其余方法步驟與實施例1相同。

實施例7

本實施例中，與實施例1不同的是：步驟203中所述固化液由環(huán)氧樹脂、丙酮、乙二胺和鄰苯二甲酸二丁酯按照100︰140︰7︰1.8的體積比均勻混合而成。

本實施例中，其余方法步驟與實施例1相同。

實施例8

本實施例中，與實施例1不同的是：步驟203中所述固化液由環(huán)氧樹脂、丙酮、乙二胺和鄰苯二甲酸二丁酯按照100︰140︰7︰1.8的體積比均勻混合而成。

本實施例中，其余方法步驟與實施例1相同。

實施例9

本實施例中，與實施例1不同的是：步驟203中所述固化液由環(huán)氧樹脂、丙酮、乙二胺和鄰苯二甲酸二丁酯按照100︰130︰6︰1.8的體積比均勻混合而成。

本實施例中，其余方法步驟與實施例1相同。

實施例10

本實施例中，與實施例1不同的是：步驟203中所述固化液由環(huán)氧樹脂、丙酮、乙二胺和鄰苯二甲酸二丁酯按照100︰130︰6︰2.2的體積比均勻混合而成。

本實施例中，其余方法步驟與實施例1相同。

實施例11

本實施例中，與實施例1不同的是：步驟203中所述固化液由環(huán)氧樹脂、丙酮、乙二胺和鄰苯二甲酸二丁酯按照100︰170︰8︰2.2的體積比均勻混合而成。

本實施例中，其余方法步驟與實施例1相同。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。