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PHICOMETER 原位巖土兩用鉆孔剪切試驗(yàn)系統(tǒng)

Phicometer 是一種原位巖土兩用鉆孔剪切測(cè)試設(shè)備，它通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的線性剪切試驗(yàn)來(lái)測(cè)定巖石和土體的力學(xué)特性值：內(nèi)摩擦角（j）和粘聚力（C）。它的優(yōu)點(diǎn)：一是可以在不能取樣或者很難取樣的地層中進(jìn)行試驗(yàn)；二是這種測(cè)試方法成本低廉。它符合法國(guó)規(guī)范：NF P 94-120。

特點(diǎn)：

現(xiàn)場(chǎng)獲得內(nèi)摩擦角（j）和粘聚力（C）

適用于土層和巖石（軟巖），工業(yè)廢棄物和城市垃圾填埋場(chǎng)

剪切的是一個(gè)完整的圓柱體，剪切面積為500cm2左右

測(cè)試的流體為水，不可壓縮，測(cè)試壓力更穩(wěn)定

適用于60～66mm的孔徑，對(duì)土體擾動(dòng)小

試驗(yàn)概述

       這個(gè)試驗(yàn)是將一個(gè)帶有水平環(huán)形刃片的金屬探頭放置在一個(gè) 63mm 直徑的鉆孔中，然后施加一個(gè)徑向的壓力σ到金屬探頭上，這樣那些水平環(huán)形刃片便會(huì)貫入到鉆孔周?chē)耐翆又腥ァ?/span>

       徑向壓力σ作用在探頭切面的外表面S上，S =p.d.L，在這里：

              = d = 牙箍的外徑

              =  L = 探頭的長(zhǎng)度

    從地面以一定的速率向上拔起探頭。限制移動(dòng)的力 T 在徑向壓力σ作用下，產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的剪切應(yīng)力：t = T/S。

    這樣，通過(guò)一些數(shù)量的數(shù)據(jù)測(cè)量，便可以確定土體的內(nèi)摩擦角和粘聚力，分別用符號(hào)j和 c 來(lái)表示。

實(shí)驗(yàn)程序

       一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)行鉆孔線性剪切試驗(yàn)需要預(yù)鉆一個(gè) 63mm 直徑的鉆孔。推薦與梅納旁壓儀相同的鉆孔鉆進(jìn)方法，以保證鉆孔在鉆進(jìn)過(guò)程中對(duì)土層產(chǎn)生的擾動(dòng)盡可能小化。使用連接桿將探頭嵌入到鉆孔中相應(yīng)的測(cè)試深度，然后通過(guò)連接桿向探頭施加拉力。

設(shè)備主要包括以下三個(gè)部分：

Phicometer 探頭：

    Phicometer 探頭是一個(gè)初始外徑為 58mm，長(zhǎng)度為 230mm 的金屬殼體。它的摩擦表面在試驗(yàn)過(guò)程中可能發(fā)生輕微的變化，但仍然保持在 500cm2左右。

   摩擦保持系統(tǒng)由一系列安裝在開(kāi)槽管體上的環(huán)形不銹鋼刃片構(gòu)成。在殼體的內(nèi)部，由一個(gè)單腔的氣體壓力腔來(lái)保持探頭的膨脹狀態(tài)。

連接設(shè)備：

- 32mm 直徑鉆桿（根據(jù)需要另外提供）。

- 塑膠管路：連接探頭內(nèi)部的壓力膜到地表加壓設(shè)備上面。

地表設(shè)備：

◆ 一塊承重墊板

◆ 一個(gè)中空的千斤頂，提供拉拔力

◆ 一個(gè)測(cè)力計(jì)，測(cè)量拉拔力 T

◆ 一個(gè)鎖定系統(tǒng)

◆ 不同長(zhǎng)度的鉆桿

◆ 一個(gè)位移測(cè)量單元，包括千分表和計(jì)時(shí)器

◆一個(gè)旁壓儀的控制單元（另外提供），用來(lái)測(cè)量作用在探頭殼體上的壓力和相應(yīng)的壓力腔體積。

國(guó)內(nèi)用戶(hù)：

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心和江西理工大學(xué)