本發(fā)明屬于巖土工程測試，特別涉及一種粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

1、旁壓試驗(yàn)在巖土工程原位測試中應(yīng)用廣泛，能夠反映土層的原位結(jié)構(gòu)性特點(diǎn)。然而，由于原位土體中常含有粗粒土，具有多孔多棱角的特點(diǎn)，易導(dǎo)致旁壓器的徑向力施加不均勻，在深埋土層的高應(yīng)力條件下甚至?xí)古詨涸囼?yàn)設(shè)備造成損傷，出現(xiàn)劃傷或刺破旁壓器腔體的情況，影響試驗(yàn)的正常開展和結(jié)果的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置，以解決旁壓器腔體耐受力和抗刺破能力不足，以及旁壓器同多孔多棱角粗粒土接觸問題，同時不影響試驗(yàn)結(jié)果。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一種粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置，包括加裝在旁壓器腔體外側(cè)的變徑剛性保護(hù)鎧，所述變徑剛性保護(hù)鎧由中間的第一金屬鎧和位于兩端的兩個第二金屬鎧組成；所述第一金屬鎧由多個直片金屬鎧片沿切向排列成環(huán)組成，所述第二金屬鎧由多個變徑金屬鎧片沿切向排列成環(huán)組成；所述直片金屬鎧片，是指沿旁壓器腔體軸向通體等長，所述變徑金屬鎧片，是指沿旁壓器腔體軸向，越靠近兩端尺寸越小。

4、在一個實(shí)施例中，所述直片金屬鎧片，為一個直片金屬子鎧片或由多個直片金屬子鎧片沿軸向串接組成，每個直片金屬子鎧片的形狀尺寸相同，在其沿軸向的一端有一個第一組裝孔a，另一端有一個第二組裝孔a，第一組裝孔a和第二組裝孔a位于同一直線；周向相鄰的兩個直片金屬子鎧片沿切向依次搭接排列成環(huán)，即一個直片金屬子鎧片的邊沿壓在其周向相鄰直片金屬子鎧片的邊沿上使得二者能夠沿周向產(chǎn)生相對位移；當(dāng)多個串接時，軸向相鄰的兩個直片金屬子鎧片之間通過固定扣組裝使得能夠進(jìn)行有限滑動。

5、在一個實(shí)施例中，所述直片金屬子鎧片，沿垂直于軸向的截面為弧形，從一端至另一端，弧形的形狀尺寸相同，其弧度貼合所述旁壓器腔體外側(cè)。

6、在一個實(shí)施例中，所述變徑金屬鎧片，沿所述軸向由多個變徑金屬子鎧片串接組成，每個變徑金屬子鎧片沿軸向截面的長度向軸向端部的方向漸減，同一周向上的各變徑金屬子鎧片具有相同的形狀尺寸；在變徑金屬子鎧片沿軸向的一端有一個第一組裝孔b，另一端有一個第二組裝孔b，第一組裝孔b和第二組裝孔b位于同一直線，軸向相鄰的兩個變徑金屬子鎧片之間通過固定扣組裝使得能夠進(jìn)行有限滑動，周向相鄰的兩個變徑金屬子鎧片沿切向搭接，即一個變徑金屬子鎧片的邊沿壓在其周向相鄰變徑金屬子鎧片的邊沿上使得二者能夠沿周向產(chǎn)生相對位移。

7、在一個實(shí)施例中，所述變徑金屬子鎧片，沿垂直于軸向的截面為弧形，沿遠(yuǎn)離第一金屬鎧的方向，弧形的弧度相同，弧長漸減，其弧度貼合所述旁壓器腔體外側(cè)。

8、在一個實(shí)施例中，通過固定扣連接相應(yīng)組裝孔實(shí)現(xiàn)所述第一金屬鎧和第二金屬鎧的連接，所述第二金屬鎧在遠(yuǎn)離所述第一金屬鎧的一端通過固定裝置固定于旁壓器腔體端部。

9、在一個實(shí)施例中，所述固定裝置為粘接裝置、螺栓裝置、螺釘裝置或卡合裝置。

10、在一個實(shí)施例中，所述固定扣的軸徑小于各安裝孔的孔徑，差值范圍為相鄰子鎧片的移動范圍。

11、在一個實(shí)施例中，所述第一金屬鎧的軸向長度與旁壓器腔體長度一致，第二金屬鎧的軸向長度為旁壓器整體長度與第一金屬鎧軸向長度之差的一半。

12、本發(fā)明還提出了一種利用所述粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置的旁壓試驗(yàn)方法，先將保護(hù)裝置自身對旁壓器提供的約束影響進(jìn)行標(biāo)定，然后再進(jìn)行旁壓試驗(yàn)，并根據(jù)所述標(biāo)定對試驗(yàn)結(jié)果修正，所述標(biāo)定及試驗(yàn)結(jié)果修正的步驟如下：

13、(1)保護(hù)裝置安裝完成后，在無其它側(cè)向約束的條件下，對旁壓器以測試腔體變量為基準(zhǔn)進(jìn)行分級加壓，記錄每級的體變量以及其對應(yīng)的側(cè)向壓力，繪制側(cè)壓-體變標(biāo)定曲線；

14、(2)在試驗(yàn)并獲得側(cè)壓-體變試驗(yàn)曲線后，將試驗(yàn)曲線與標(biāo)定曲線以體變量為基準(zhǔn)對齊，將試驗(yàn)曲線的側(cè)壓扣除對應(yīng)標(biāo)定曲線的側(cè)壓，完成修正。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

16、1)能夠提升旁壓器腔體在粗粒土中的耐受力和抗刺破能力。

17、2)安裝與拆卸方法簡便，可用于大尺寸旁壓器，適用性強(qiáng)。

18、3)上下兩側(cè)的變徑鎧設(shè)計可使旁壓器中部測試腔的側(cè)向變形更為均勻，使試驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確有效。

技術(shù)特征：

1.一種粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置，其特征在于，包括加裝在旁壓器腔體外側(cè)的變徑剛性保護(hù)鎧，所述變徑剛性保護(hù)鎧由中間的第一金屬鎧(1)和位于兩端的兩個第二金屬鎧(2)組成；所述第一金屬鎧(1)由多個直片金屬鎧片沿切向排列成環(huán)組成，所述第二金屬鎧(2)由多個變徑金屬鎧片沿切向排列成環(huán)組成；所述直片金屬鎧片，是指沿旁壓器腔體軸向通體等長，所述變徑金屬鎧片，是指沿旁壓器腔體軸向，越靠近兩端尺寸越小。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置，其特征在于，所述直片金屬鎧片，為一個直片金屬子鎧片(11)或由多個直片金屬子鎧片(11)沿軸向串接組成，每個直片金屬子鎧片(11)的形狀尺寸相同，在其沿軸向的一端有一個第一組裝孔a(12)，另一端有一個第二組裝孔a(13)，第一組裝孔a(12)和第二組裝孔a(13)位于同一直線；周向相鄰的兩個直片金屬子鎧片(11)沿切向依次搭接排列成環(huán)，即一個直片金屬子鎧片(11)的邊沿壓在其周向相鄰直片金屬子鎧片(11)的邊沿上使得二者能夠沿周向產(chǎn)生相對位移；當(dāng)多個串接時，軸向相鄰的兩個直片金屬子鎧片(11)之間通過固定扣(14)組裝使得能夠進(jìn)行有限滑動。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置，其特征在于，所述直片金屬子鎧片(11)，沿垂直于軸向的截面為弧形，從一端至另一端，弧形的形狀尺寸相同，其弧度貼合所述旁壓器腔體外側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置，其特征在于，所述變徑金屬鎧片，沿所述軸向由多個變徑金屬子鎧片(21)串接組成，每個變徑金屬子鎧片(21)沿軸向截面的長度向軸向端部的方向漸減，同一周向上的各變徑金屬子鎧片(21)具有相同的形狀尺寸；在變徑金屬子鎧片(21)沿軸向的一端有一個第一組裝孔b(21)，另一端有一個第二組裝孔b(23)，第一組裝孔b(22)和第二組裝孔b(23)位于同一直線，軸向相鄰的兩個變徑金屬子鎧片(21)之間通過固定扣(14)組裝使得能夠進(jìn)行有限滑動，周向相鄰的兩個變徑金屬子鎧片(21)沿切向搭接，即一個變徑金屬子鎧片(21)的邊沿壓在其周向相鄰變徑金屬子鎧片(21)的邊沿上使得二者能夠沿周向產(chǎn)生相對位移。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置，其特征在于，所述變徑金屬子鎧片(21)，沿垂直于軸向的截面為弧形，沿遠(yuǎn)離第一金屬鎧(1)的方向，弧形的弧度相同，弧長漸減，其弧度貼合所述旁壓器腔體外側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置，其特征在于，通過固定扣(14)連接相應(yīng)組裝孔實(shí)現(xiàn)所述第一金屬鎧(1)和第二金屬鎧(2)的連接，所述第二金屬鎧(2)在遠(yuǎn)離所述第一金屬鎧(1)的一端通過固定裝置(3)固定于旁壓器腔體端部。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置，其特征在于，所述固定裝置(3)為粘接裝置、螺栓裝置、螺釘裝置或卡合裝置。

8.根據(jù)權(quán)利要求2至6任一項(xiàng)所述粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置，其特征在于，所述固定扣(14)的軸徑小于各安裝孔的孔徑，差值范圍為相鄰子鎧片的移動范圍。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置，其特征在于，所述第一金屬鎧(1)的軸向長度與旁壓器測試腔長度一致，第二金屬鎧(2)的軸向長度為旁壓器整體長度與第一金屬鎧(1)軸向長度之差的一半。

10.利用權(quán)利要求1所述粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置的旁壓試驗(yàn)方法，先將保護(hù)裝置自身對旁壓器提供的約束影響進(jìn)行標(biāo)定，然后再進(jìn)行旁壓試驗(yàn)，并根據(jù)所述標(biāo)定對試驗(yàn)結(jié)果修正，其特征在于，所述標(biāo)定及試驗(yàn)結(jié)果修正的步驟如下：

技術(shù)總結(jié)
一種粗粒土旁壓試驗(yàn)的旁壓器保護(hù)裝置，包括加裝在旁壓器腔體外側(cè)的變徑剛性保護(hù)鎧，所述變徑剛性保護(hù)鎧由中間的第一金屬鎧和位于兩端的兩個第二金屬鎧組成；所述第一金屬鎧由多個直片金屬鎧片沿切向排列成環(huán)組成，所述第二金屬鎧由多個變徑金屬鎧片沿切向排列成環(huán)組成；所述直片金屬鎧片，是指沿旁壓器腔體軸向通體等長，所述變徑金屬鎧片，是指沿旁壓器腔體軸向，越靠近兩端尺寸越小。本發(fā)明能夠提升旁壓器腔體在粗粒土中的耐受力和抗刺破能力，且安裝與拆卸方法簡便，可用于大尺寸旁壓器，適用性強(qiáng)，同時，本發(fā)明上下兩側(cè)的變徑鎧設(shè)計可使旁壓器中部測試腔的側(cè)向變形更為均勻，使試驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確有效。

技術(shù)研發(fā)人員：王紹崑,趙藝穎,楊正權(quán),劉小生,趙劍明,梁向前,王龍,朱凱斌,李敬軍,于仲洋,于橋,樊書抗,劉啟旺
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國水利水電科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10