一种用于环剪试验的micp固化钙质砂装置及使用方法

专利2026-02-26  5


本发明属于岩土环剪,尤其涉及一种用于环剪试验的micp固化钙质砂装置及使用方法。


背景技术:

1、在部分地区的岛礁建设中主要采用钙质砂岩土材料进行吹填,然而此类岛礁在面临滑坡和地震等自然灾害时,容易发生显著的剪切位移,进而导致建筑物的失稳甚至坍塌。为此,需要通过环剪试验测得钙质砂在大剪切位移下的力学特性。

2、目前,微生物加固技术(micp)逐渐应用于钙质砂的加固处理,为此,厘清大剪切位移下micp加固钙质砂的力学特性极为重要,而现有的一些试验装置加固均匀性较差且无法直观的观察试样的内部变化情况,因此,亟需一种用于环剪试验的micp固化钙质砂装置及使用方法。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于环剪试验的micp固化钙质砂装置及使用方法,以解决上述问题。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

3、一种用于环剪试验的micp固化钙质砂装置,包括:

4、下剪切盒,固定安装在环剪仪底座上,所述下剪切盒为透明材质;

5、上剪切盒,安装在所述下剪切盒上方且与所述下剪切盒连通,所述上剪切盒为透明材质,试样填装在所述下剪切盒以及所述上剪切盒的内部;

6、环刀,放置在试样内;

7、供液组件,与所述上剪切盒连通,所述供液组件用于向所述上剪切盒内通入试剂;

8、回收组件,与所述下剪切盒连通,所述回收组件用于回收所述下剪切盒内过量的试剂;

9、封堵组件,可拆卸连接在所述下剪切盒以及所述上剪切盒上,所述封堵组件用于防止所述下剪切盒以及所述上剪切盒内的试剂流出。

10、优选的,所述下剪切盒包括:

11、下圆盘,所述下圆盘上周向等间隔开设有多个下螺栓孔,多个所述下螺栓孔周向等间隔设置,所述下螺栓孔靠近所述下圆盘的外缘,所述下圆盘通过多个所述下螺栓孔与环剪仪底座螺栓连接;

12、下圆环体,同轴固接在所述下圆盘的顶面上,所述下圆环体的外侧壁上周向等间隔开设有若干流出孔,所述流出孔靠近所述下圆环体的底端,所述下圆环体通过所述流出孔与所述回收组件连通。

13、优选的,所述上剪切盒包括:

14、上圆环盘,所述上圆环盘上周向等间隔开设有多个上螺栓孔,所述上螺栓孔靠近所述上圆环盘的外缘处,所述上圆环盘通过多个所述上螺栓孔与环剪仪上部部件螺栓连接;

15、上圆环体,顶端周向固接在所述上圆环盘的内缘处,所述上圆环体的外侧壁上周向等间隔开设有多个注入孔,所述上圆环体通过多个所述注入孔与所述供液组件连通。

16、优选的,所述供液组件包括:

17、蠕动泵,进液口连通有两锥形瓶,两所述锥形瓶内分别盛放有菌液以及加固液;

18、分流装置,入口与所述蠕动泵的出液口连通,所述分流装置的多个出口分别连通有多根导管,所述导管远离所述分流装置的一端与所述注入孔连通,多根所述导管与多个所述注入孔一一对应设置。

19、优选的,所述回收组件包括:

20、另外的若干所述导管,与若干所述流出孔一一对应设置,所述导管的一端与所述流出孔连通,另一端通入另一所述锥形瓶内,导出液通过所述导管流入所述锥形瓶内。

21、优选的,所述封堵组件包括:

22、多个封堵头,所述封堵头与所述流出孔以及所述注入孔相适配且可拆卸连接。

23、一种所述的用于环剪试验的micp固化钙质砂装置的使用方法,包括以下步骤:

24、将下剪切盒固定安装在环剪仪底座上,将上剪切盒放置在下剪切盒上方,将环刀放置在下剪切盒内,通过封堵组件封堵所述上剪切盒、下剪切盒,通过砂雨法将试样填入上剪切盒、下剪切盒内至达到设定高度,取下封堵组件,连接上剪切盒与供液组件,下剪切盒与回收组件,供液组件将试剂注入上剪切盒内,过量的试剂流入回收组件,试样固化后断开上剪切盒与供液组件以及下剪切盒与回收组件的连接并通过封堵组件封堵上剪切盒与下剪切盒,将上剪切盒与环剪仪上部部件连接,架设dic仪器,设定参数并开始环剪试验,同步进行dic三维全场应变测量,实时观察试样内部变化,待试样达到破坏条件时,终止试验。

25、优选的,所述试样包括原样钙质砂和带防水黑色涂料的钙质砂,原样钙质砂与带防水黑色涂料的钙质砂的比例为2:1。

26、与现有技术相比,本发明具有如下优点和技术效果:

27、本发明中,上剪切盒以及下剪切盒均由透明材质构成,通过dic仪器在试验过程中同步进行dic三维全场应变测量,同时还可以清晰观察试样的变化情况,上剪切盒连通供液组件,下剪切盒连通回收组件,试剂由上至下灌注进入试样内,保证了试样加固的均匀性,不会出现表面集中固化,影响固化均匀性的情况,且整个试验过程可以直接在环剪仪上直接进行,试验过程更加简单方便。



技术特征:

1.一种用于环剪试验的micp固化钙质砂装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种用于环剪试验的micp固化钙质砂装置,其特征在于,所述下剪切盒(8)包括:

3.根据权利要求2所述的一种用于环剪试验的micp固化钙质砂装置,其特征在于,所述上剪切盒(7)包括:

4.根据权利要求3所述的一种用于环剪试验的micp固化钙质砂装置,其特征在于,所述供液组件包括:

5.根据权利要求4所述的一种用于环剪试验的micp固化钙质砂装置,其特征在于,所述回收组件包括:

6.根据权利要求3所述的一种用于环剪试验的micp固化钙质砂装置,其特征在于,所述封堵组件包括:

7.一种权利要求1-6任一项所述的用于环剪试验的micp固化钙质砂装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的一种用于环剪试验的micp固化钙质砂装置的使用方法,其特征在于,所述试样包括原样钙质砂和带防水黑色涂料的钙质砂,原样钙质砂与带防水黑色涂料的钙质砂的比例为2:1。


技术总结
本发明属于岩土环剪测试技术领域,尤其涉及一种用于环剪试验的micp固化钙质砂装置及使用方法,本发明中,上剪切盒以及下剪切盒均由透明材质构成,通过DIC仪器在试验过程中同步进行DIC三维全场应变测量,同时还可以清晰观察试样的变化情况,上剪切盒连通供液组件,下剪切盒连通回收组件,试剂由上至下灌注进入试样内,保证了试样加固的均匀性,不会出现表面集中固化,影响固化均匀性的情况,且整个试验过程可以直接在环剪仪上直接进行,试验过程更加简单方便。

技术研发人员:李涛,李越,舒佳军,赵莹,王文博,刘波
受保护的技术使用者:中国矿业大学(北京)
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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