ARS環(huán)剪儀的介紹及應(yīng)用

會(huì)計(jì)學(xué)1ARS環(huán)剪儀的介紹及應(yīng)用目錄1環(huán)剪儀的應(yīng)用領(lǐng)域2環(huán)剪試驗(yàn)的原理3ＡＲＳ環(huán)剪儀簡(jiǎn)介4環(huán)剪儀測(cè)試殘余強(qiáng)度特征5結(jié)論第1頁(yè)/共21頁(yè)1.環(huán)剪儀的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展應(yīng)用一般應(yīng)用土的應(yīng)變軟化研究土的殘余抗剪強(qiáng)度土與結(jié)構(gòu)接觸界面力學(xué)特性地質(zhì)災(zāi)害成因分析第2頁(yè)/共21頁(yè)1.1土的應(yīng)變軟化的研究土的應(yīng)變軟化a.粘粒較少、b.粘粒較多第一階段是由剪脹引起的孔隙水含量增大所導(dǎo)致的土抗剪強(qiáng)度由峰值下降到完全軟化值或稱為臨界狀態(tài)值過(guò)程，即應(yīng)變軟化階段；第二階段是隨著剪切位移的增加，土抗剪強(qiáng)度由于黏土礦物（主要是片狀黏土礦物）沿剪切方向上的定向排列而最終形成殘余抗剪強(qiáng)度。第3頁(yè)/共21頁(yè)1.2土的殘余強(qiáng)度的研究土的殘余強(qiáng)度特征Skempton殘余強(qiáng)度：指以緩慢剪切速率達(dá)到相當(dāng)大的剪切位移條-件下所達(dá)到的最小剪切強(qiáng)度值。第4頁(yè)/共21頁(yè)MechanismfortherapidmotionoftheQianjiangpinglandslideduringreactivationbythefirstimpoundmentoftheThreeGorgesDamreservoir,China1.３地質(zhì)災(zāi)害成因分析第5頁(yè)/共21頁(yè)中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室胡明鑒等：高速環(huán)剪試驗(yàn)易貢巨型滑坡形成原因試驗(yàn)探索高速剪切使孔隙水壓力不能及時(shí)消散，剪切過(guò)程引發(fā)孔隙水向剪切面運(yùn)移，剪切面土體含水率和細(xì)粒含量明顯高于剪切面上下層土體，出現(xiàn)剪切面液化現(xiàn)象第6頁(yè)/共21頁(yè)1.４

土與結(jié)構(gòu)接觸面力學(xué)特性楊有蓮等《土與結(jié)構(gòu)接觸面力學(xué)特性環(huán)剪試驗(yàn)研究》第7頁(yè)/共21頁(yè)環(huán)剪儀的剪切盒一般由一對(duì)金屬環(huán)組成，試樣放在環(huán)狀剪切盒內(nèi)。試驗(yàn)時(shí)，法向應(yīng)力由傳力板直接施加在環(huán)狀試樣的上部，并通過(guò)傳力板上的刀口將試樣上表面固定，而下剪切盒轉(zhuǎn)動(dòng)給試樣施加扭矩，實(shí)際上環(huán)剪試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)一樣，破壞面是一個(gè)預(yù)設(shè)定的剪切面。２環(huán)剪試驗(yàn)原理環(huán)剪試驗(yàn)試樣受力示意圖第8頁(yè)/共21頁(yè)２.1受力分析土樣在剪切過(guò)程中，受到法向的荷載和底部的扭矩，通過(guò)受力分析可以更全面了解環(huán)剪儀的試驗(yàn)機(jī)理。對(duì)于本次試驗(yàn)而言，試樣寬度（50mm）相對(duì)于土環(huán)半徑（150mm）而言較窄,因此假設(shè)剪應(yīng)力沿剪切面均勻分布，則作用于試樣上的扭矩T為:其中Ｒ１和Ｒ２和分別為試樣的內(nèi)外半徑;τ為作用于試樣的剪應(yīng)力。而有效法向應(yīng)力為：

其中,P為作用于試樣上的垂直荷重(KN)。第9頁(yè)/共21頁(yè)3ＡＲＳ環(huán)剪儀的簡(jiǎn)介用于研究土在大剪切位移條件下力學(xué)特性的土工試驗(yàn)設(shè)備第10頁(yè)/共21頁(yè)該類型環(huán)剪儀可以選擇試樣參數(shù)、數(shù)據(jù)采集間距、法向應(yīng)力、固結(jié)參數(shù)、旋轉(zhuǎn)速度和最大位移等；可根據(jù)時(shí)間或沉降完成剪切前的固結(jié)過(guò)程；固結(jié)和剪切過(guò)程中可連續(xù)監(jiān)測(cè)測(cè)量值（荷載、旋轉(zhuǎn)速度、位移、扭矩應(yīng)力、沉降和時(shí)間），適合完成高精試驗(yàn)。試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)槽內(nèi)環(huán)直徑為100mm，外環(huán)直徑為150cm，高度為30mm，其剪切面積為98.1３cm2。環(huán)剪速度由高精度電機(jī)控制，其剪切速率和軸向壓力可線性或間斷增加，剪切縫的大小在剪切開(kāi)始前需人為調(diào)節(jié)。垂直壓力由電機(jī)提供（直接測(cè)量力），可以自動(dòng)調(diào)節(jié)法向應(yīng)力，最大壓力為10KN，作用在試樣上的最大壓應(yīng)力為1000KPa。最大剪切應(yīng)力為10kN，旋轉(zhuǎn)角度為360°，剪切位移無(wú)限，最大剪切速率為32mm/min，最大軸向位移25mm，該試驗(yàn)機(jī)整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程可以在主控制臺(tái)上人工控制也可由計(jì)算機(jī)控制。３.1ＡＲＳ環(huán)剪儀功能第11頁(yè)/共21頁(yè)３.2ＡＲＳ環(huán)剪儀組成

PC操作系統(tǒng)

環(huán)剪儀主機(jī)溫度/孔壓傳感器第12頁(yè)/共21頁(yè)下剪切盒上剪切盒剪切盒

加壓系統(tǒng)加壓裝置第13頁(yè)/共21頁(yè)

通過(guò)主機(jī)操作板通過(guò)數(shù)據(jù)連接３.3ＡＲＳ環(huán)剪儀控制系統(tǒng)第14頁(yè)/共21頁(yè)

STS-2003環(huán)剪試驗(yàn)軟件系統(tǒng)第15頁(yè)/共21頁(yè)３.4ＡＲＳ環(huán)剪儀操作制樣-裝樣-固結(jié)-剪切第16頁(yè)/共21頁(yè)STS-2003(Opensoftware)３.5ＡＲＳ環(huán)剪儀軟件操作軟件說(shuō)明軟件操作第17頁(yè)/共21頁(yè)1、試驗(yàn)時(shí)試樣容易被擠出，2、不能嚴(yán)格控制排水，孔隙水壓力監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)3、剪切時(shí)必須人工操作形成剪切面３.6ＡＲＳ環(huán)剪儀試驗(yàn)缺陷