CN104390858A - 一种剪切流变仪的简易装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及岩土工程土工材料的实验测试仪器领域,是一种剪切流变仪的简易装置,该简易装置由实验平台,加载系统和量力环等组成。本发明的一种剪切流变仪的简易装置在实验平台中试验斜面通过转动手轮形成两处斜面沿导杆按比例上升,保证剪切力与土样底部斜面平行,实现斜面剪切,模拟不同的剪切倾斜角度,获得土工材料最弱抗剪强度剪切面试。加载系统中剪切加载通过绕过定滑轮的柔软钢丝绳用砝码进行加载,这样可以保证荷载的精确,使荷载为一个稳定值,操作步骤简单,试验精确度高,能够有效的提供准确可靠的抗剪强度指标,可以调整土样的倾斜角度并提供稳定的剪切应力,得出抗剪强度指标更精确。

Description

一种剪切流变仪的简易装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种岩土工程土工材料试验的测试仪器,尤其涉及一种剪切流变仪的简易装置。
背景技术
[0002] 岩土材料在外力及工程环境影响下,大多出现与时间相关的力学行为,若同时受到其他外界因素的影响,会导致土体流变形变路径的变化和变形的加速,最终发生山体滑坡等工程灾害,给人类的生产和生活带来巨大的危害。因此,深入研究岩土材料的性质及其规律一直是岩土力学领域一项重要的应用研究。
[0003] 土的抗剪强度是研究土的强度特性的重要指标之一,是建筑物稳定与安全关系最大的力学性质指标。偏高或偏低的估计土的抗剪强度,都会给工程带来破坏和浪费。因此,提供准确可靠的抗剪强度指标、合理地使用抗剪强度指标都非常重要。土的抗剪强度指标通过室内试验得出,主要方法是直接剪切试验和三轴剪切试验,但是在直剪试验中剪切面是预先指定的,客观上剪切面不是试样抗剪强度最弱的剪切面,因此得出的抗剪强度指标不精确。三轴剪切试验剪切面是不固定的,剪切面是试样抗剪能力最弱的面,剪应力和剪应变分布均匀,而且能严格控制排水试验结果更接近于土样的实际理论值,但三轴剪切试验操作复杂,所需试样较多。针对以上仪器的不完善之处,发明一种剪切流变仪的简易装置是必要的。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是:为克服上述存在的问题,提供一种改进型的剪切流变仪的简易装置,可以调整土样的倾斜角度并提供稳定的剪切应力,得出抗剪强度指标更精确。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种剪切流变仪的简易装置,包括一根水平放置的蜗杆,蜗杆上架设有一块斜形放置的强劲钢板,所述的钢板水平较低的一端上方设置有下剪切盒,所述的下剪切盒上设置上剪切盒,所述的上剪切盒上方设置有楔形弧体,所述的楔形弧体上表面为平面,下表面为斜面,中间填入相同土样,实现法线应力竖直向下,楔形弧体上方设置有竖向加载支架,所述的竖向加载支架上方设置有百分表,所述的竖向加载支架下方挂设有砝码I,砝码I底部设置有托盘I;
[0006] 所述的上剪切盒和下剪切盒左侧设置有弧形导槽铸件,所述的下剪切盒右侧设置有弧形导模,所述的弧形导模与蜗杆交界处设置有齿轮I,所述的钢板水平较高的一端上方设置有固定顶铁,所述的固定顶铁一端设置有斜向量力环,所述的量力环上设置有百分表,所述的量力环与下剪切盒相连;
[0007] 所述的钢板水平较高的一端设置有导杆,所述的导杆与蜗杆垂直分布,所述的导杆与蜗杆交界处设置有齿轮II,所述的导杆顶端设置有定滑轮,所述的定滑轮上绕设有强劲钢绳,所述的钢绳一端连接上剪切盒,所述的钢绳另一端与砝码II相连,砝码II底部设置有托盘II,砝码II通过与上剪切盒相连且绕过定滑轮的钢绳来向试样提供剪切应力,且应力是恒定的,所述的钢板水平较低的一端设置有手轮。
[0008] 进一步地,所述的弧形导模的高度不超过下剪切盒的高度,土样右侧弧形导模铸件只在下剪切盒范围,不影响上剪切盒位移。
[0009] 进一步地,剪切力产生处定滑轮和强劲钢板距离固定,随导杆整体移动实现平行。
[0010] 进一步地,通过转动手轮形成两处斜面沿导杆按比例上升,保证剪切力与土样底部斜面平行,实现斜面剪切,模拟不同的剪切倾斜角度,获得土工材料最弱抗剪强度剪切面试。
[0011] 更进一步地,所述的上剪切盒和下剪切盒为铜盒,所述的弧形导槽铸件为铜铸件,刚度大,起支撑作用,所述的楔形弧体为铸铜体。
[0012] 本发明的有益效果是,本发明的一种剪切流变仪的简易装置在实验平台中试验斜面通过转动手轮形成两处斜面沿导杆按比例上升,保证剪切力与土样底部斜面平行,实现斜面剪切,模拟不同的剪切倾斜角度,获得土工材料最弱抗剪强度剪切面试,加载系统中剪切加载通过绕过定滑轮的柔软钢丝绳用砝码进行加载,这样可以保证荷载的精确,使荷载为一个稳定值,操作步骤简单,试验精确度高,能够有效的提供准确可靠的抗剪强度指标,可以调整土样的倾斜角度并提供稳定的剪切应力,得出抗剪强度指标更精确。
附图说明
[0013] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0014] 图1是本发明的结构示意图。
[0015] 图中1.百分表,2.竖向加载支架,3.弧形导槽铸件,4.楔形弧体,5.上剪切盒,6.下剪切盒,7.弧形导模,8.手轮,9.齿轮1,9-1.齿轮11,10.蜗杆,11.钢绳,12.量力环,13.固定顶铁,14.钢板,15.定滑轮,16.导杆,17.砝码I,17-1砝码II,18.托盘1,18-2.托盘II。
具体实施方式
[0016] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0017] 如图1所示的剪切流变仪的简易装置,包括一根水平放置的蜗杆10,蜗杆10上架设有一块斜形放置的强劲钢板14,钢板14水平较低的一端上方设置有下剪切盒6,下剪切盒6上设置上剪切盒5,上剪切盒5上方设置有楔形弧体4,楔形弧体4上表面为平面,下表面为斜面,中间填入相同土样,实现法线应力竖直向下,楔形弧体4上方设置有竖向加载支架2,竖向加载支架2上方设置有百分表1,竖向加载支架2下方挂设有砝码117,砝码117底部设置有托盘118 ;
[0018] 上剪切盒5和下剪切盒6左侧设置有弧形导槽铸件3,下剪切盒6右侧设置有弧形导模7,弧形导模7与蜗杆10交界处设置有齿轮19,钢板14水平较高的一端上方设置有固定顶铁13,固定顶铁13 —端设置有斜向量力环12,量力环12上设置有百分表1,量力环12与下剪切盒6相连;
[0019] 钢板水平较闻的一端设置有导杆16,导杆16与蜗杆10垂直分布,导杆16与蜗杆10交界处设置有齿轮119-1,导杆16顶端设置有定滑轮15,定滑轮15上绕设有强劲钢绳11,钢绳11 一端连接上剪切盒5,钢绳11另一端与砝码II17-1相连,砝码II17-1底部设置有托盘II18-1,砝码II18-1通过与上剪切盒5相连且绕过定滑轮15的钢绳11来向试样提供剪切应力,且应力是恒定的,钢板14水平较低的一端设置有手轮8。
[0020] 弧形导模7的高度不超过下剪切盒6的高度,土样右侧弧形导模7只在下剪切盒6范围,不影响上剪切盒5位移。
[0021] 剪切力产生处定滑轮15和强劲钢板14距离固定,随导杆16整体移动实现平行。
[0022] 通过转动手轮8形成两处斜面沿导杆16按比例上升,保证剪切力与土样底部斜面平行,实现斜面剪切,模拟不同的剪切倾斜角度,获得土工材料最弱抗剪强度剪切面试。
[0023] 上剪切盒5和下剪切盒6为铜盒,弧形导槽铸件3为铜铸件,刚度大,起支撑作用,楔形弧体4为铸铜体。
[0024] 具体步骤如下:
[0025] a、将切取的土样放入上下剪切盒6中;
[0026] b、转动手轮8调节到一个合适的角度;
[0027] C、将剪切盒放在试验平台上,调整好下剪切盒6和与量力环12的的位置,接触紧密;
[0028] d、将强劲钢绳11与上剪切盒5连接好,绕过定滑轮15 ;
[0029] e、在土样上方放上楔形弧体4,土样与楔形弧体4之间用相同土样填充,保持楔形弧体4上平面水平;
[0030] f、在楔形弧体4上放置法线加载装置,加以一定的法向应力;
[0031] g、在剪切方向加载适当的荷载;
[0032] h、拔出剪切盒上插销,开始读数。
[0033] 以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种剪切流变仪的简易装置,其特征是:包括一根水平放置的蜗杆(10),蜗杆(10)上架设有一块斜形放置的强劲钢板(14),所述的钢板(14)水平较低的一端上方设置有下剪切盒(6),所述的下剪切盒(6)上设置上剪切盒(5),所述的上剪切盒(5)上方设置有楔形弧体(4),所述的楔形弧体(4)上表面为平面,下表面为斜面,中间填入相同土样,楔形弧体(4)上方设置有竖向加载支架(2),所述的竖向加载支架(2)上方设置有百分表(1),所述的竖向加载支架(2)下方挂设有砝码I (17),砝码1(17)底部设置有托盘1(18); 所述的上剪切盒(5)和下剪切盒(6)左侧设置有弧形导槽铸件(3),所述的下剪切盒(6)右侧设置有弧形导模(7),所述的弧形导模(7)与蜗杆(10)交界处设置有齿轮I (9),所述的钢板(14)水平较高的一端上方设置有固定顶铁(13),所述的固定顶铁(13) —端设置有斜向量力环(12),所述的量力环(12)上设置有百分表(I),所述的量力环(12)与下剪切盒⑶相连; 所述的钢板(14)水平较高的一端设置有导杆(16),所述的导杆(16)与蜗杆(10)垂直分布,所述的导杆(16)与蜗杆(10)交界处设置有齿轮II (9-1),所述的导杆(16)顶端设置有定滑轮(15),所述的定滑轮(15)上绕设有强劲钢绳(11),所述的钢绳(11) 一端连接上剪切盒(5),所述的钢绳(11)另一端与砝码II (17-1)相连,砝码II (17-1)底部设置有托盘II (18-1),所述的钢板(14)水平较低的一端设置有手轮(8)。
2.根据权利要求1所述的一种剪切流变仪的简易装置,其特征是:所述的弧形导模(7)的高度不超过下剪切盒出)的高度。
3.根据权利要求1所述的一种剪切流变仪的简易装置,其特征是:剪切力产生处定滑轮(15)和强劲钢板(14)距离固定,随导杆(16)整体移动实现平行。
4.根据权利要求1所述的一种剪切流变仪的简易装置,其特征是:通过转动手轮(8)形成两处斜面沿导杆(16)按比例上升。
5.根据权利要求1所述的一种剪切流变仪的简易装置,其特征是:所述的上剪切盒(5)和下剪切盒(6)为铜盒,所述的弧形导槽铸件(7)为铜铸件,所述的楔形弧体(4)为铸铜体。
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