钻孔剪切测试设备研发及试验应用

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1、国内图书分类号：TU413.3密级：公开国际图书分类号：624西南交通大学研究生学位论文钻孔剪切测试设备研发及试验应用年级2015级姓名曾鹏毅申请学位级别工程硕士专业建筑与土木工程指导老师张建经教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TU413.3U.D.C:624SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeDissertationResearchandDevelopmentofBoreholeShearingTestEquipmentandTestApplicationGrade:2015Candidat

2、e:ZengPengyiAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:ArchitecturalandCivilEngineeringSupervisor:ProfessorZhangJianjingMay,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要在我国岩土工程勘察领域，钻孔取样并进行室内试验是了解地下土层抗剪强度指标的重要途径。室内试验相对原位试验的不足使得研究人员着重开发现场抗剪强度测试设备，钻孔剪切测试试验是其中一种重要的原位测试手段。该方法一经推出便受到相关研究人员的重视，但是该方法在

3、我国的应用尚属起步阶段，针对测试设备、测试方法、及测试原理的介绍较少，我国相关规范也并未有所涉及。本文基于摩尔-库伦强度准则，在总结土体屈服与破坏关系的基础上，通过土中一点处的剪切应力极限平衡建立起钻孔剪切测试设备在试验过程中土体剪切破坏的理论基础。根据弹性理论，分析例了在钻孔剪切试验时钻孔中一点及剪切刀头齿尖土体的应力状态，表明剪切破坏的位置应位于孔壁附近。根据钻孔剪切试验方法和理论，结合已有的研究成果，分析钻孔剪切设备各组成零部件的功能。针对我国岩土工程勘察的具体工况，研发了钻孔剪切设备，经过试验表明了设备的适用性；同时根据室内直接剪切试验相关规

4、范，结合已有学者研究，提出钻孔剪切试验操作步骤及相关参数建议。在此基础上，分别在室内、巩义及平顶山试验场地利用钻孔剪切测试设备进行了钻孔剪切试验，并与室内直接剪切试验结果对比。对比结果表明在成孔条件良好的情况下，测试结果真实可靠；钻孔剪切试验的剪切力随剪切过程变化呈现初期增长较缓，中期增幅扩大，后期增幅缩小，直至达到峰值后出现小幅回落并逐渐稳定，该过程同室内直接剪切试验基本相似；测试结果表明钻孔剪切测试所得抗剪强度参数的相关系数较室内试验高，钻孔剪切试验所测得抗剪强度参数小于室内直接剪切测量结果，其中内摩擦角与室内直接剪切试验结果更接近。整体研究表明

5、了钻孔剪切测试相对于传统剪切测试手段更加快速、高效、清洁和较高的相关性，在工程测试领域具有较高的适用价值。关键词：钻孔剪切测试，室内直接剪切测试，粘聚力，内摩擦角，线性相关系数西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractDrillingsamplingandlaboratorytestisanimportantwaytoobtaintheshearstrengthindexofundergroundsoilinthefieldofgeotechnicalengineeringinvestigationinChina.Theweaknesso

6、flaboratorytestrelativein-situtestledtheresearchersfocusedondevelopmentoftheshearstrengthin-situtestmethod.Amongallin-situshearingtest,theboreholesheartestisoneoftheimportantmethods.Thismethoduponlaunchwasbroughttotheattentionoftherelevantresearchers,buttheapplicationofthismeth

7、odinourcountryisstillinitsinfancy,inviewofthetestmethod,testprincipleandtestequipmentisless,besidesourcountryrelatedspecificationisnotcovered.BasedontheMohr-Coulombstrengthcriterionandthebasisofsummarizingtherelationshipbetweenyieldanddestructionofsoil,thetheoreticalfoundationb

8、oreholeofthesoilshearfailureinboreholeshearingtestises