CN110208114A - 一种用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置及方法，适用于对岩土检测使用。包括固定刚体框架、液压加载系统、界面剪切盒系统、电磁式振动台及数据采集系统；固定刚体框架起容纳和稳固作用，液压加载系统由中空式液压千斤顶、穿心式荷重传感器和减震弹簧组成，界面剪切盒系统由土体剪切盒和结构面板组成，电磁式振动台用于提供水平振动力，数据采集系统由位移传感器、荷重传感器、测振仪及数字位移照相系统组成。确定试验材料，安装试验材料，进行固结试验，进行振动剪切试验。有效避免了剪切盒漏土、位移测量不准确、存在摩擦等问题，易于操作、成本低廉、适用性广。
Description
技术领域：
本发明涉及一种界面振动单剪试验装置及方法，尤其适用于对岩土检测使用的一种用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置及方法。
技术背景：
现代土动力学自1964年日本新泻(Niigata)地震、美国阿拉斯加(Alaskan)地震和1976年中国唐山地震后，受到了普遍高度重视及广泛深入的试验研究。土动力学特性测试方面的仪器主要有动三轴仪、动扭剪仪和动单剪仪等仪器。与动三轴仪和动扭剪仪相比较，动单剪仪具有加载条件更接近实际地震作用，且剪应力可以直接施加及剪应变可以直接量测等多方面的优点。然而，现有的动单剪仪仍存在剪切过程在剪切盒漏土、约束与土样间存在摩擦力、位移测试不准确、接触面厚度不明确和边界效应等技术问题，严重影响试验模拟的可靠度和精度。目前国内还没有能力批量生产循环动单剪仪，国际上最尖端的技术目前在欧洲的英国。除此之外，用于岩土体测试的静动态单剪试验系统已被广泛的应用与接受，而界面剪切仪，尤其是界面单剪仪在研究中却明显使用不足。
目前的界面剪切仪领域，基本没有有效的防止剪切盒漏土及接触摩擦等问题的措施。与本发明相类似的界面剪切仪，如CN1401987A公开的一种观测土与结构件接触面力学特性的循环加载剪切仪，采用了在土容器盒外侧安装带弹簧的土挡板，但也额外增加了接触面边界摩擦；又如CN108318354A公开的剪切盒、应力试验方法及装置，以及CN202928876U公开的用于大型直接剪切试验的滚动摩擦剪切盒中采用的上下剪切盒间加滑槽或滑轨的方法，只能局部减小上下剪切盒间的摩擦，且工艺复杂，不适用于本发明所要解决的土与盒、环与环、环与盒等任意接触面积的摩擦。
综上所述，现有的研究中，针对接触面的振动单剪装置研究仍较少，并且缺乏有效的防止剪切盒漏土及接触摩擦等问题的措施，对于减小实验误差以更真实的模拟接触面应力与变形特性缺少改进的手段。
发明内容：
发明目的：针对上述技术的不足之处，提供一种结构简单，使用方便，检测效果好，试验误差小的用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置及方法。
为实现上述目的，本发明的用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置，包括固定刚体框架、液压加载系统、界面剪切盒系统、电磁式振动台及数据采集系统；
所述固定刚体框架为前后开口的方形框架，顶部中央设有螺纹安装孔和圆形开口，底部对称设置的两个“L”形固定角架；
所述液压加载系统包括中空式液压千斤顶，中空式液压千斤顶的活塞缸通过螺杆和螺母固定在固定刚体框架上，中空式液压千斤顶的活塞上设有竖向压板，竖向压板与中空式液压千斤顶活塞之间设有减震弹簧板，减震弹簧板上设有四个通孔，通孔中设有单头螺柱，单头螺柱一端为光滑结构，另一端为螺纹结构，其中光滑结构一端与中空式液压千斤顶活塞连接，活塞与单头螺柱光滑结构连接处设有光滑圆孔，单头螺柱螺纹结构一端与竖向压板连接，单头螺柱顶端距离活塞上光滑圆孔顶端留有余量，保有一定距离，用于保证弹簧板能发生一定的压缩位移；
所述界面剪切盒系统包括土体剪切盒和结构面板，结构面板固定在底座上，土体剪切盒设置在结构面板上，土体剪切盒包括刚性剪切盒和柔性剪切盒，其中柔性剪切盒由多个叠环叠加而成，安放在刚性剪切盒下方，在土体剪切盒中设置土体，并通过在刚性剪切盒和柔性剪切盒边角上设置有定位销用以固定安装土体，其中竖向压头从顶部伸入刚性剪切盒中，柔性剪切盒与结构面板接触的叠环间设有挡土暗板，并且接触面处的叠环在剪切方向安装有关节轴承；
电磁式振动台包括台面和台体，台面上方通过安装螺栓连接有底座，台面下方设有与固定刚体框架的角架固定连接的台体；
所述数据采集系统包括穿心式荷重传感器、回弹式LVDT竖向位移传感器、推拉力传感器、回弹式LVDT水平位移传感器和手持型振动测量仪，其中穿心式荷重传感器设置在单头螺柱与竖向压板接触位置，用于测得竖向荷载通过，回弹式LVDT竖向位移传感器设置在中空式液压千斤顶中，自上而下分别穿过中空式液压千斤顶、弹簧板及穿心式荷重传感器，位移传感器的探头与竖向压头垂直接触，端部通过安装架固定在固定刚体框架上，推拉力传感器通过安装平台固定在固定角架上，并通过设置在推拉力传感器上的测杆与柔性剪切盒底层叠环上的关节轴承相连，用于测量土与结构接触面处应力；所述推拉力传感器通过安装平台固定在固定角架上，并通过测杆与柔性剪切盒底层叠环上的关节轴承相连，用于测量土与结构接触面处应力；所述回弹式LVDT水平位移传感器通过万向磁性表座固定在固定角架上，回弹式LVDT水平位移传感器的探头利用其伸缩功能始终保持与结构面板侧面相垂直，用于测量结构面板的真实水平位移，所述手持型振动测量仪分别设置在土体、接触面或结构面板上，用于检测其位移、速度和加速度。
所述竖向位移传感器采用回弹式竖向位移传感器，量程为±5mm，前端探头与竖向压头接触，用于土体竖向体变的观测；竖向荷重传感器采用穿心式，量程为500kg，配合用于安放位移传感器。
上部刚体剪切盒高为30mm或60mm，下部柔性剪切盒由25个方形叠环框组成，每个叠环框高度为2mm，平面厚度为10mm，土体长度为100mm，高度可调节范围50～100mm，结构面板尺寸为400×200×50mm，并通过底座固定在振动台上，为了方便安装制样，在剪切盒四周边角上设置有定位销，为了减小各处摩擦带来的试验误差，在各个接触面处采用特氟龙胶带或特氟龙喷雾进行处理，为了防止土体在振动过程中流失，在最下层叠环中间安装挡土暗板，其中，挡土暗板高为1.8mm，当叠环抬升时，暗板自动下落并用于挡土，为了便于传感器安装，在接触面处的叠环上安装有关节轴承。
所述电磁式振动台型号为LD-50PHP，用于提供水平振动力，台面尺寸500×500mm，可设定正弦波、调频、扫频、可程式、倍频、对数、振幅、加速度、激振力、任意时间、定加速度和定振幅功能，频率范围0～600Hz，频率0～80Hz时以振幅为主，30Hz以上，则以定加速度为主，加速度0～22g，电磁式振动台通过连接的电脑系统显示频率、振幅和加速度随时间的相对曲线图。
手持型振动测量仪型号为LD-T1。
刚性剪切盒下边缘中点处标记有坐标零点，柔性剪切盒的各个叠环中间位置标记黑线作为参考线，并在参考线上标记红点作为参考点，在与土体剪切盒振动方向的垂直方向上安装有相机，通过相机来实时拍照记录标记点的相对位置，照片通过图像分析技术处理后即可得出各个叠环位移及叠环间相对位移。
一种用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验方法，其步骤如下：
a确定试验材料：试验土体为粘土和砂土，粘土为现场采集取样粘土，砂土为国家标准砂，结构面板可以为混凝土面板、水泥面板、钢板或木板；
b安装试验材料：首先将液压千斤顶的活塞位移调节为零，将底座固定在振动台面上，再将浇筑好的混能土板作为结构面板放在底座内；然后用定位销将刚性剪切盒和柔性剪切盒连接固定，再将土体和竖向压头依次放入土体剪切盒内，用单头螺柱将竖向压头与荷重传感器及弹簧板连接固定，调整中空液压千斤顶的位置使单头螺柱的螺纹部分与中空液压千斤顶活塞上圆孔对齐，再次调节液压千斤顶活塞至与弹簧板接触位置；并在中空液压千斤顶内放置位移传感器使其探头刚好接触竖向压板，最后安装推拉力计及水平位移传感器，使其读数均为零；
c进行固结试验：试验材料安装结束后，通过调节液压千斤顶的液压油泵和压力表对土体进行加压，并通过荷重传感器确定最终固结压力，通过竖向位移传感器监测土体的固结位移，固结完成后拔掉定位销；
d进行振动剪切试验：固结完成后，输入振动台参数进行不同位移或荷载条件下的水平剪切试验，通过竖向位移传感器监测土体的竖向位移，通过相机辅以标记在柔性剪切盒上的参考线和参考点记录柔性剪切盒不同叠环的剪切错动位移，通过水平位移传感器监测结构面板的剪切位移，通过推拉力计监测最下方叠环的水平剪应力，通过手持型振动测量仪获取土体或结构面板的动位移、动速度、动加速度；
结束试验。
在安装土体剪切盒前，在土体剪切盒表面及其他有摩擦接触处贴上特氟龙胶带或喷涂特氟龙喷雾。
土体剪切盒安装前，对柔性剪切盒正表面进行参考线和参考点标记，参考线用于观测剪切错动带厚度，参考点用于测量各个叠环不同位移。
有益效果：
本发明提供的用于模拟动力接触问题的土与结构接触面振动单剪试验装置，通过在最下层叠环内安装挡土暗板有效避免了剪切盒漏土问题，通过数字位移照相技术解决了剪切错动带厚度测量问题，通过在土与盒、环与环、环与盒间贴特氟龙胶带及喷涂特氟龙喷雾有效缓解了摩擦带来的试验误差，可以用于研究不同土与结构接触面在静动力荷载下产生的界面剪切强度变化规律和剪切错动变形规律，并用于确定剪切带厚度、界面静动摩擦角、粘聚力、抗剪强度、界面法向、切向应力应变关系、动剪切模量及动阻尼比等；与其他界面剪切仪相比，本试验装备易于操作、成本低廉、适用性广。
附图说明：
图1是本发明装置的结构示意图；
图2是本发明装置的液压加载系统尺寸示意图；
图3是本发明装置的界面剪切盒系统尺寸示意图；
图4是图1中的挡土暗板示意图。
图中：1—固定刚体框架，2—螺杆，3—螺母，4—固定角架，5—中空式液压千斤顶，6—减震弹簧板，7—荷重传感器，8—竖向压头，9—单头螺柱，10—土体，11—刚性剪切盒，12—柔性剪切盒，13—定位销，14—挡土暗板，15—关节轴承，16—结构面板，17—底座，18—螺栓，19—振动台面，20—振动台体，21—竖向位移传感器，22—安装架，23—参考线，24—参考点，25—推拉力传感器，26—安装平台，27—测杆，28—水平位移传感器，29—万向磁性表座。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的解释。
如图1-2所示，本发明的一种用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置，包括固定刚体框架1、液压加载系统、界面剪切盒系统、电磁式振动台及数据采集系统；
所述固定刚体框架1为前后开口的方形框架，顶部中央设有螺纹安装孔和圆形开口，底部对称设置的两个“L”形固定角架4；
所述液压加载系统包括中空式液压千斤顶5，中空式液压千斤顶5的活塞缸通过螺杆2和螺母3固定在固定刚体框架1上，中空式液压千斤顶5的活塞上设有竖向压板8，竖向压板8与中空式液压千斤顶5活塞之间设有减震弹簧板6，减震弹簧板6上设有四个通孔，通孔中设有单头螺柱9，单头螺柱9一端为光滑结构，另一端为螺纹结构，其中光滑结构一端与与中空式液压千斤顶5活塞连接，活塞与单头螺柱9光滑结构连接处设有光滑圆孔，单头螺柱9螺纹结构一端与竖向压板8连接，单头螺柱9顶端距离活塞上光滑圆孔顶端留有余量，保有一定距离，用于保证弹簧板6能发生一定的压缩位移；
如图3和图4所示，所述界面剪切盒系统包括土体剪切盒和结构面板16，结构面板16固定在底座17上，土体剪切盒设置在结构面板16上，土体剪切盒包括刚性剪切盒11和柔性剪切盒12，其中柔性剪切盒12由多个叠环叠加而成，安放在刚性剪切盒11下方，在土体剪切盒中设置土体10，并通过在刚性剪切盒11和柔性剪切盒12边角上设置有定位销13用以固定安装土体10，其中竖向压头8从顶部伸入刚性剪切盒11中，柔性剪切盒12与结构面板16接触的叠环间设有挡土暗板14，并且接触面处的叠环在剪切方向安装有关节轴承15；上部刚体剪切盒11高为30mm或60mm，下部柔性剪切盒12由25个方形叠环框组成，每个叠环框高度为2mm，平面厚度为10mm，土体10长度为100mm，高度可调节范围50～100mm，结构面板16尺寸为400×200×50mm，并通过底座17固定在振动台上，为了方便安装制样，在剪切盒四周边角上设置有定位销13，为了减小各处摩擦带来的试验误差，在各个接触面处采用特氟龙胶带或特氟龙喷雾进行处理，为了防止土体10在振动过程中流失，在最下层叠环中间安装挡土暗板14，其中，挡土暗板14高为1.8mm，当叠环抬升时，暗板自动下落并用于挡土，为了便于传感器安装，在接触面处的叠环上安装有关节轴承15；刚性剪切盒11下边缘中点处标记有坐标零点，柔性剪切盒12的各个叠环中间位置标记黑线作为参考线23，并在参考线23上标记红点作为参考点24，在与土体剪切盒振动方向的垂直方向上安装有相机，通过相机来实时拍照记录标记点的相对位置，照片通过图像分析技术处理后即可得出各个叠环位移及叠环间相对位移；
电磁式振动台包括台面19和台体20，台面19上方通过安装螺栓18连接有底座17，台面19下方设有与固定刚体框架1的角架4固定连接的台体20；所述电磁式振动台型号为LD-50PHP，用于提供水平振动力，台面尺寸500×500mm，可设定正弦波、调频、扫频、可程式、倍频、对数、振幅、加速度、激振力、任意时间、定加速度和定振幅功能，频率范围0～600Hz，频率0～80Hz时以振幅为主，30Hz以上，则以定加速度为主，加速度0～22g，电磁式振动台通过连接的电脑系统显示频率、振幅和加速度随时间的相对曲线图；
所述数据采集系统包括穿心式荷重传感器7、回弹式LVDT竖向位移传感器21、推拉力传感器25、回弹式LVDT水平位移传感器28和手持型振动测量仪，其中穿心式荷重传感器7设置在单头螺柱9与竖向压板8接触位置，用于测得竖向荷载通过，回弹式LVDT竖向位移传感器21设置在中空式液压千斤顶5中，自上而下分别穿过中空式液压千斤顶5、弹簧板6及穿心式荷重传感器7，位移传感器5的探头与竖向压头8垂直接触，端部通过安装架22固定在固定刚体框架1上，推拉力传感器25通过安装平台26固定在固定角架4上，并通过设置在推拉力传感器25上的测杆27与柔性剪切盒12底层叠环上的关节轴承15相连，用于测量土与结构接触面处应力；所述推拉力传感器25通过安装平台26固定在固定角架4上，并通过测杆27与柔性剪切盒12底层叠环上的关节轴承15相连，用于测量土与结构接触面处应力；所述回弹式LVDT水平位移传感器28通过万向磁性表座29固定在固定角架4上，回弹式LVDT水平位移传感器28的探头利用其伸缩功能始终保持与结构面板16侧面相垂直，用于测量结构面板16的真实水平位移，所述手持型振动测量仪分别设置在土体10、接触面或结构面板上，用于检测其位移、速度和加速度，手持型振动测量仪型号为LD-T1。
所述竖向位移传感器21采用回弹式竖向位移传感器21，量程为±5mm，前端探头与竖向压头8接触，用于土体10竖向体变的观测；竖向荷重传感器7采用穿心式，量程为500kg，配合用于安放位移传感器21。
一种用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验方法，其步骤如下：
a确定试验材料：试验土体10为粘土和砂土，粘土为现场采集取样粘土，砂土为国家标准砂，结构面板16可以为混凝土面板、水泥面板、钢板或木板；
b安装试验材料：首先将液压千斤顶5的活塞位移调节为零，将底座17固定在振动台面19上，再将浇筑好的混能土板作为结构面板16放在底座17内；然后用定位销13将刚性剪切盒11和柔性剪切盒12连接固定，在刚性剪切盒11和柔性剪切盒12表面及其他有摩擦接触处贴上特氟龙胶带或喷涂特氟龙喷雾，并对柔性剪切盒12正表面进行参考线23和参考点24标记，参考线23用于观测剪切错动带厚度，参考点24用于测量各个叠环不同位移，再将土体10和竖向压头8依次放入土体剪切盒内，用单头螺柱9将竖向压头8与荷重传感器7及弹簧板6连接固定，调整中空液压千斤顶5的位置使单头螺柱9的螺纹部分与中空液压千斤顶5活塞上圆孔对齐，再次调节液压千斤顶5活塞至与弹簧板6接触位置；并在中空液压千斤顶5内放置位移传感器21使其探头刚好接触竖向压板8，最后安装推拉力计25及水平位移传感器28，使其读数均为零；检查当叠环抬升时挡土暗板14能否顺利自动下落并用于挡土；
c进行固结试验：试验材料安装结束后，通过调节液压千斤顶5的液压油泵和压力表对土体10进行加压，并通过荷重传感器7确定最终固结压力，通过竖向位移传感器21监测土体10的固结位移，固结完成后拔掉定位销13；
d进行振动剪切试验：固结完成后，输入振动台参数进行不同位移或荷载条件下的水平剪切试验，通过竖向位移传感器21监测土体10的竖向位移，通过相机辅以标记在柔性剪切盒12上的参考线23和参考点24记录柔性剪切盒12不同叠环的剪切错动位移，通过水平位移传感器28监测结构面板16的剪切位移，通过推拉力计25监测最下方叠环的水平剪应力，通过手持型振动测量仪获取土体或结构面板的动位移、动速度、动加速度；
结束试验。
Claims (9)
1.一种用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置，其特征在于：包括固定刚体框架(1)、液压加载系统、界面剪切盒系统、电磁式振动台及数据采集系统；
所述固定刚体框架(1)为前后开口的方形框架，顶部中央设有螺纹安装孔和圆形开口，底部对称设置的两个“L”形固定角架(4)；
所述液压加载系统包括中空式液压千斤顶(5)，中空式液压千斤顶(5)的活塞缸通过螺杆(2)和螺母(3)固定在固定刚体框架(1)上，中空式液压千斤顶(5)的活塞上设有竖向压板(8)，竖向压板(8)与中空式液压千斤顶(5)活塞之间设有减震弹簧板(6)，减震弹簧板(6)上设有四个通孔，通孔中设有单头螺柱(9)，单头螺柱(9)一端为光滑结构，另一端为螺纹结构，其中光滑结构一端与中空式液压千斤顶(5)活塞连接，活塞与单头螺柱(9)光滑结构连接处设有光滑圆孔，单头螺柱(9)螺纹结构一端与竖向压板(8)连接，单头螺柱(9)顶端距离活塞上光滑圆孔顶端留有余量，保有一定距离，用于保证弹簧板(6)能发生一定的压缩位移；
所述界面剪切盒系统包括土体剪切盒和结构面板(16)，结构面板(16)固定在底座(17)上，土体剪切盒设置在结构面板(16)上，土体剪切盒包括刚性剪切盒(11)和柔性剪切盒(12)，其中柔性剪切盒(12)由多个叠环叠加而成，安放在刚性剪切盒(11)下方，在土体剪切盒中设置土体(10)，并通过在刚性剪切盒(11)和柔性剪切盒(12)边角上设置有定位销(13)用以固定安装土体(10)，其中竖向压头(8)从顶部伸入刚性剪切盒(11)中，柔性剪切盒(12)与结构面板(16)接触的叠环间设有挡土暗板(14)，并且接触面处的叠环在剪切方向安装有关节轴承(15)；
电磁式振动台包括台面(19)和台体(20)，台面(19)上方通过安装螺栓(18)连接有底座(17)，台面(19)下方设有与固定刚体框架(1)的角架(4)固定连接的台体(20)；
所述数据采集系统包括穿心式荷重传感器(7)、回弹式LVDT竖向位移传感器(21)、推拉力传感器(25)、回弹式LVDT水平位移传感器(28)和手持型振动测量仪，其中穿心式荷重传感器(7)设置在单头螺柱(9)与竖向压板(8)接触位置，用于测得竖向荷载通过，回弹式LVDT竖向位移传感器(21)设置在中空式液压千斤顶(5)中，自上而下分别穿过中空式液压千斤顶(5)、弹簧板(6)及穿心式荷重传感器(7)，位移传感器(21)的探头与竖向压头(8)垂直接触，端部通过安装架(22)固定在固定刚体框架(1)上，推拉力传感器(25)通过安装平台(26)固定在固定角架(4)上，并通过设置在推拉力传感器(25)上的测杆(27)与柔性剪切盒(12)底层叠环上的关节轴承(15)相连，用于测量土与结构接触面处应力；所述推拉力传感器(25)通过安装平台(26)固定在固定角架(4)上，并通过测杆(27)与柔性剪切盒(12)底层叠环上的关节轴承(15)相连，用于测量土与结构接触面处应力；所述回弹式LVDT水平位移传感器(28)通过万向磁性表座(29)固定在固定角架(4)上，回弹式LVDT水平位移传感器(28)的探头利用其伸缩功能始终保持与结构面板(16)侧面相垂直，用于测量结构面板(16)的真实水平位移，所述手持型振动测量仪分别设置在土体(10)、接触面或结构面板上，用于检测其位移、速度和加速度。
2.根据权利要求1所述的用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置，其特征在于：所述竖向位移传感器(21)采用回弹式竖向位移传感器(21)，量程为±5mm，前端探头与竖向压头(8)接触，用于土体(10)竖向体变的观测；竖向荷重传感器(7)采用穿心式，量程为500kg，配合用于安放位移传感器(21)。
3.根据权利要求1所述的用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置，其特征在于：上部刚体剪切盒(11)高为30mm或60mm，下部柔性剪切盒(12)由25个方形叠环框组成，每个叠环框高度为2mm，平面厚度为10mm，土体(10)长度为100mm，高度可调节范围50～100mm，结构面板(16)尺寸为400×200×50mm，并通过底座(17)固定在振动台上，为了方便安装制样，在剪切盒四周边角上设置有定位销(13)，为了减小各处摩擦带来的试验误差，在各个接触面处采用特氟龙胶带或特氟龙喷雾进行处理，为了防止土体(10)在振动过程中流失，在最下层叠环中间安装挡土暗板(14)，其中，挡土暗板(14)高为1.8mm，当叠环抬升时，暗板自动下落并用于挡土，为了便于传感器安装，在接触面处的叠环上安装有关节轴承(15)。
4.根据权利要求1所述的用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置，其特征在于：所述电磁式振动台型号为LD-50PHP，用于提供水平振动力，台面尺寸500×500mm，可设定正弦波、调频、扫频、可程式、倍频、对数、振幅、加速度、激振力、任意时间、定加速度和定振幅功能，频率范围0～600Hz，频率0～80Hz时以振幅为主，30Hz以上，则以定加速度为主，加速度0～22g，电磁式振动台通过连接的电脑系统显示频率、振幅和加速度随时间的相对曲线图。
5.根据权利要求1所述的用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置，其特征在于：手持型振动测量仪型号为LD-T1。
6.根据权利要求1所述的用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置，其特征在于：刚性剪切盒(11)下边缘中点处标记有坐标零点，柔性剪切盒(12)的各个叠环中间位置标记黑线作为参考线(23)，并在参考线(23)上标记红点作为参考点(24)，在与土体剪切盒振动方向的垂直方向上安装有相机，通过相机来实时拍照记录标记点的相对位置，照片通过图像分析技术处理后即可得出各个叠环位移及叠环间相对位移。
7.一种使用权利要求1所述用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置的试验方法，其特征在于步骤如下：
a确定试验材料：试验土体(10)为粘土和砂土，粘土为现场采集取样粘土，砂土为国家标准砂，结构面板(16)可以为混凝土面板、水泥面板、钢板或木板；
b安装试验材料：首先将液压千斤顶(5)的活塞位移调节为零，将底座(17)固定在振动台面(19)上，再将浇筑好的混能土板作为结构面板(16)放在底座(17)内；然后用定位销(13)将刚性剪切盒(11)和柔性剪切盒(12)连接固定，再将土体(10)和竖向压头(8)依次放入土体剪切盒内，用单头螺柱(9)将竖向压头(8)与荷重传感器(7)及弹簧板(6)连接固定，调整中空液压千斤顶(5)的位置使单头螺柱(9)的螺纹部分与中空液压千斤顶(5)活塞上圆孔对齐，再次调节液压千斤顶(5)活塞至与弹簧板(6)接触位置；并在中空液压千斤顶(5)内放置位移传感器(21)使其探头刚好接触竖向压板(8)，最后安装推拉力计(25)及水平位移传感器(28)，使其读数均为零；
c进行固结试验：试验材料安装结束后，通过调节液压千斤顶(5)的液压油泵和压力表对土体(10)进行加压，并通过荷重传感器(7)确定最终固结压力，通过竖向位移传感器(21)监测土体(10)的固结位移，固结完成后拔掉定位销(13)；
d进行振动剪切试验：固结完成后，输入振动台参数进行不同位移或荷载条件下的水平剪切试验，通过竖向位移传感器(21)监测土体(10)的竖向位移，通过相机辅以标记在柔性剪切盒(12)上的参考线(23)和参考点(24)记录柔性剪切盒(12)不同叠环的剪切错动位移，通过水平位移传感器(28)监测结构面板(16)的剪切位移，通过推拉力计(25)监测最下方叠环的水平剪应力，通过手持型振动测量仪获取土体或结构面板的动位移、动速度、动加速度；
结束试验。
8.按照权利要求7所述的试验方法，其特征在于：在安装土体剪切盒前，在土体剪切盒表面及其他有摩擦接触处贴上特氟龙胶带或喷涂特氟龙喷雾。
9.按照权利要求7所述的试验方法，其特征在于：土体剪切盒安装前，对柔性剪切盒(12)正表面进行参考线(23)和参考点(24)标记，参考线(23)用于观测剪切错动带厚度，参考点(24)用于测量各个叠环不同位移。
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