基于压电效应的原位土体抗剪强度测量装置研制
土体抗剪强度广泛应用于建筑施工以及滑坡灾害等相关工程力学分析中。在各种土木施工现场，施工之前都需要对土体稳定性进行严格的计算分析，而土体抗剪强度就是进行稳定性分析时的重要的参数。若能够准确地测得土体抗剪强度，对工程的顺利进行有很大的推动作用。另一方面由于我国的地质环境较为复杂，且部分地区降雨量集中，造成了滑坡灾害的频繁发生。滑坡发生的原因主要是土体在发生剪切破坏后形成破坏面，随着破坏面的逐渐扩大，土体开始发生滑动，最终形成滑坡。因此，无论是对于土木施工还是滑坡灾害预防，测量土体抗剪强度都具有十分重大的意义。 若要准确把握土木施工的时机和预测滑坡灾害的发生，最有效的方法是对土体抗剪强度进行原位监测。国内外现有的土体抗剪强度测量方法有很多种，但这些方法目前都无法实现野外长期原位监测土体抗剪强度的目的。所以当务之急是设计一种能够实现原位监测土体抗剪强度的方法。 本文主要进行了以下几个方面的工作：第一，介绍了抗剪强度相关的概念以及国内外常用的土体抗剪强度测量方法，提出通过测量剪切波速来实现原位测量土体抗剪强度的方案。第二，提出利用压电陶瓷测量剪切波速的方案，并设计相关实物装配装置。第三，设计剪切波信号采集系统并编写在线监测软件。第四，通过实验验证装置的可行性。利用现有的直剪仪测量土体抗剪强度，结合本文设计装置测量的剪切波速拟合出试验土样的含水率-剪切波速平方-抗剪强度曲面模型。通过实测数据和模型对比，证明模型的可靠性。
原位土体;抗剪强度;测量装置;压电效应
中国计量大学
硕士
控制工程
李青;王燕杰
2018
中文
TU43
2019-04-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）