本實用新型涉及剪切力測定系統(tǒng)，具體是一種植生基質(zhì)層—巖層接觸面力學(xué)參數(shù)測定系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

礦產(chǎn)開采破壞了生態(tài)植被，造成了大量裸露巖質(zhì)邊坡。生態(tài)護坡是治理巖質(zhì)邊坡的一項重要技術(shù)，既能實現(xiàn)環(huán)境保護，又與傳統(tǒng)坡面防護工程相結(jié)合形成坡面植物防護體系。常用的技術(shù)為噴播混有植物種子的植生基質(zhì)于坡面，使植生基質(zhì)粘附在坡面上以為植物創(chuàng)造合適的生長環(huán)境。但植生基質(zhì)的粘附效果和抗雨水沖刷能力是影響邊坡治理的關(guān)鍵因素，若兩者效果不佳容易導(dǎo)致植生基質(zhì)層的脫落影響治理效果。由于噴播的植生基質(zhì)層巖石層之間接觸面是一個兩介質(zhì)弱面，植生基質(zhì)的脫落主要是發(fā)生在該接觸面，因此弱面處的力學(xué)參數(shù)對工程應(yīng)用極為重要?，F(xiàn)有計算邊坡穩(wěn)定的主要考慮的植生基質(zhì)層或者邊坡整體的穩(wěn)定性。很少考慮植生基質(zhì)層與巖層這個弱面對邊坡穩(wěn)定性的影響，由于巖層表面凹凸不平，原位測定巖層—植生基質(zhì)層接觸面很難實現(xiàn)，而野外鉆孔取樣會破壞表層植生基質(zhì)及接觸面原有特征，因而影響力學(xué)參數(shù)測定的準確性。因此研究植生基質(zhì)層—巖層接觸面力學(xué)參數(shù)測定。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種植生基質(zhì)層—巖層接觸面力學(xué)參數(shù)測定系統(tǒng)。針對兩介質(zhì)接觸面處力學(xué)參數(shù)測定技術(shù)存在的不足，方便準確地測定植物根系生長基質(zhì)與巖石接觸面處力學(xué)參數(shù)，并為相關(guān)研究工作的展開提供支持。

本實用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一種植生基質(zhì)層—巖層接觸面力學(xué)參數(shù)測定系統(tǒng)，包括基礎(chǔ)底座、左豎向固定板、右固定支座，左豎向固定板、右固定支座分別固定在基礎(chǔ)底座的水平面上的左右兩端；還包括上剪切盒和下剪切盒，上剪切盒和下剪切盒扣合組成剪切盒，剪切盒內(nèi)套裝待測試塊；剪切盒的頂面為活動蓋板，活動蓋板上部設(shè)置有豎向加壓裝置，豎向加壓裝置施力于活動蓋板，豎向加壓裝置的傳力桿上裝有豎向應(yīng)力應(yīng)變傳感器；左豎向固定板上裝有橫向加壓裝置，橫向加壓裝置施力于下剪切盒的側(cè)部，橫向加壓裝置的傳力桿上裝有橫向應(yīng)力應(yīng)變傳感器；右固定支座與上剪切盒側(cè)部之間設(shè)置右支撐墊塊；基礎(chǔ)底座的水平面上固定軌道，下剪切盒底部裝有滾輪，剪切盒整體通過滾輪置于軌道上。

采用上述技術(shù)方案的本實用新型，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出的特點是：

裝置簡單、實用性高，數(shù)據(jù)通過傳感器準確測定，可有效測定巖層—植生基質(zhì)測接觸面的力學(xué)參數(shù)。

進一步的，本實用新型優(yōu)選方案是：

基礎(chǔ)底座為平板結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)底座與地面通過可調(diào)高度螺栓連接固定。通過調(diào)節(jié)基礎(chǔ)底座與地面的傾斜度實現(xiàn)不同傾向邊坡的模擬效果。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-左豎向固定板；2-橫向加壓裝置；3-橫向應(yīng)力應(yīng)變傳感器；4-墊板；5-基礎(chǔ)底座；6-上剪切盒；7-下剪切盒；8-巖石試塊；9-植生基質(zhì)層；10-活動蓋板；11-豎向應(yīng)力應(yīng)變傳感器；12-豎向加壓裝置；13-右支撐墊塊；14-剪切面；15-軌道；16-右固定支座；17-滾輪。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實例對本實用新型作進一步說明。

參見圖1，一種植生基質(zhì)層—巖層接觸面力學(xué)參數(shù)測定系統(tǒng)，包括試塊和測量裝置兩部分。

測量裝置由基礎(chǔ)底座5、軌道15、上剪切盒6、下剪切盒7、左豎向固定板1、右固定支座16、橫向加壓裝置2、豎向加壓裝置12構(gòu)成，基礎(chǔ)底座5為平板結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)底座5與地面通過可調(diào)高度螺栓連接固定，左豎向固定板1、右固定支座16分別固定在基礎(chǔ)底座5的水平面上的左、右兩端，軌道15置于左豎向固定板1、右固定支座16之間并與基礎(chǔ)底座5固定；上剪切盒6和下剪切盒7扣合組成剪切盒，剪切盒用于套裝待測試塊；剪切盒的頂面為活動蓋板10，活動蓋板10上部設(shè)置有豎向加壓裝置12，豎向加壓裝置12施力于活動蓋板10，豎向加壓裝置12的傳力桿上裝有豎向應(yīng)力應(yīng)變傳感器11；左豎向固定板1上裝有橫向加壓裝置2，橫向加壓裝置2施力于下剪切盒7的側(cè)部，橫向加壓裝置2的傳力桿上裝有橫向應(yīng)力應(yīng)變傳感器3；右固定支座16與上剪切盒6的側(cè)部之間設(shè)置右支撐墊塊13；下剪切盒7底部裝有滾輪17，剪切盒整體通過滾輪17置于軌道15上。

利用上述測量裝置進行植生基質(zhì)層—巖層接觸面力學(xué)參數(shù)測定的方法，按下述步驟進行：

（1）制備待測試塊：待測試塊由巖石試塊8與植生基質(zhì)層8構(gòu)成，巖石試塊8選用實際現(xiàn)場原位石塊，四周按剪切盒大小加工成特定尺寸，確保巖石上表面的凹凸性、粗糙度和風化程度與現(xiàn)場一致；植生基質(zhì)層9覆蓋于巖石試塊8的上表面，四周加裝塑料板套，植生基質(zhì)層9由水泥、pH調(diào)節(jié)劑、秸稈與土壤混合成形，植生基質(zhì),9上種植植物并定期養(yǎng)護，待生長一季度后將植生基質(zhì)層9表層以上的莖葉全部剪去，留下下部的巖石、上部的植生基質(zhì)整體即為待測試塊。

（2）將制作好的待測試塊整體放入上剪切盒6和下剪切盒7自然扣合組成的剪切盒內(nèi)，且使巖石試塊8和植生基質(zhì)層9的接觸面恰好與上剪切盒6和下剪切盒7的剪切面14重合，保證剪切完全發(fā)生在巖層—植生基質(zhì)層接觸面。

（3）將基礎(chǔ)底座5通過可調(diào)高度螺栓與地面連接固定，將軌道15固定于基礎(chǔ)底座5上，通過調(diào)節(jié)基礎(chǔ)底座5與地面的傾斜度實現(xiàn)不同傾向邊坡的模擬效果；將裝有待測試塊的剪切盒放置在軌道15上，下剪切盒7與基礎(chǔ)底座5之間靠軌道（15）、滾輪17連接，可以減少剪切盒與基礎(chǔ)底座5的摩擦力。

（4）將豎向加壓裝置11的傳力桿壓住活動蓋板10；下剪切盒6的左側(cè)加裝墊板4，將橫向加壓裝置2的傳力桿頂住墊板4，并使上剪切盒7的右側(cè)貼緊右支撐墊塊13。

（5）調(diào)整橫向加壓裝置2使其傳力桿對墊板4施加水平推力，同時調(diào)整豎向加壓裝置11使其傳力桿對活動蓋板10垂直加壓，并使下剪切盒6沿軌道15產(chǎn)生水平位移達；測試中垂直加壓不同壓力的情況下，施加水平推力；觀察橫向應(yīng)力應(yīng)變傳感器3、豎向應(yīng)力應(yīng)變傳感器11的應(yīng)力應(yīng)變值，并記錄加載試驗過程中水平和垂直方向應(yīng)力應(yīng)變，應(yīng)力應(yīng)變發(fā)生突變時則認為剪切面14破壞，按照數(shù)值發(fā)生突變時的值根據(jù)摩爾—庫倫準則求得接觸面處的力學(xué)參數(shù)，包括粘聚力、摩擦角。

以上所述僅為本實用新型較佳可行的實施例而已，并非因此局限本實用新型的權(quán)利范圍，凡運用本實用新型說明書及內(nèi)容所作的等效變化，均包含于本實用新型的權(quán)利范圍之內(nèi)。