CN105067453A - 圆环形土样的环剪仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆环形土样的环剪仪，包括工作架、驱动装置和加压装置，它还包括旋转盘、固定套筒、加压饼、扭矩传感器和扭矩传感器固定架，旋转盘的圆盘中心固定圆柱形的转台，旋转盘与驱动装置传动连接；固定套筒在旋转盘上方，固定套筒与工作台固定，静台可转动固定在转台上，加压饼中心具有通孔、二侧设有加压连接块，连有加压装置，加压饼下端具有环状凸起；工作台上固定支撑杆，扭矩传感器固定架固定在支撑杆上，扭矩传感器固定在扭矩传感器固定架上，扭矩传感器下端设有定位梢，静台上端连有连接柱，连接柱的上端面设有定位孔，所述定位梢落入定位孔中。它可测定圆环形土样环形方向抗剪强度，以便更加全面了解土、砂石等力学性能。

Description

圆环形土样的环剪仪

技术领域

本发明涉及一种试验仪器，更具体说是一种土样环形方向的剪切仪，属土工试验仪器技术领域。

背景技术

抗剪切破坏的极限能力是土力学的研究内容。在试验室测定土、砂石的抗剪强度，一般采用剪切仪器进行试验，现有的剪切试验通过启动剪切驱动，对剪切盒内的试样施加水平直线方向的力，直到试样断裂，它能测定试样抗剪强度的参数。但是，为更加全面了解土、砂石等力学性能，最好对试样进行环形方向抗剪强度测定，目前还未搜索到有关环形方向抗剪强度测定仪器。

发明内容

针对上述情况，本发明拟解决的问题是提供一种可测定圆环形土样环形方向抗剪强度的剪切仪，以便更加全面了解土、砂石等力学性能。

为解决上述问题，本发明采用了以下技术方案：一种圆环形土样的环剪仪，它包括工作架、驱动装置和加压装置，所述工作架设有工作台，它还包括旋转盘、固定套筒、加压饼、扭矩传感器和扭矩传感器固定架，所述旋转盘为圆盘状，且旋转盘的圆盘中心固定圆柱形的转台，所述转台高度与旋转盘的高度一致，所述转台与旋转盘周面之间具有圆环状的下半槽；所述驱动装置固定在工作台的下方，所述旋转盘固定在工作台上，所述旋转盘与驱动装置传动连接；所述固定套筒在旋转盘上方，所述固定套筒与工作台固定，所述固定套筒的内径与在旋转盘的内径向同，所述转台上端设有静台，所述静台的截面与转凸台的截面相同，且静台可转动固定在转台上，所述静台的高度与套筒的高度相同，所述套筒与静台之间具有圆环状的上半槽，所述上半槽与下半槽的截面一致、且相互连通，所述上半槽与下半槽结合在一起为环剪仪的环形剪切槽；所述加压饼中心具有通孔、二侧设有加压连接块，所述加压连接块上连有加压连接杆，所述加压连接杆下端设有加压装置，所述加压饼下端具有环状凸起，所述环状凸起的形状大小与环形剪切槽匹配；所述工作台上还固定支撑杆，所述扭矩传感器固定架固定在支撑杆上，所述扭矩传感器固定在扭矩传感器固定架上，所述扭矩传感器下端设有定位梢，所述静台上端连有连接柱，所述连接柱的上端面设有定位孔，所述连接柱穿入加压饼的通孔，所述定位梢落入定位孔中。

作为本发明的圆环形土样的环剪仪的改进，它还包括位移表，所述位移表固定在扭矩传感器固定架上，且位移表的测定头在加压盘上。它还可包括集水盘，所述集水盘固定在工作台与于旋转盒之间。

所述加压装置包括横梁和设置在横梁二侧的砝码，所述横梁连接在加压连接杆下端。于所述驱动装置包括电机和减速机构。所述固定套筒与工作台固定为：所述固定套筒相对二侧具有连接块，所述连接块与工作台之间分别设有套筒固定杆，所述套筒固定杆的二端分别与连接块、工作台固定。所述环形剪切槽内置有透水板。

采用上述结构，本发明的圆环形土样的环剪仪，旋转盘的圆盘中心固定圆柱形的转台，转台与旋转盘周面之间具有圆环状的下半槽，旋转盘与驱动装置传动连接。这样通过驱动装置工作，可带动旋转盘及转台转动，也就是使圆环状的下半槽发生转动。

由于静台可转动固定在转台上，且静台上端连有连接柱，连接柱的上端面设有定位孔，连接柱穿入加压饼的通孔，扭矩传感器下端的定位梢落入定位孔中，使扭矩传感器与静台不会发生相对转动。而扭矩传感器固定架通过支撑杆固定在工作台上，扭矩传感器固定在扭矩传感器固定架上，因此，无论驱动装置是否工作，静台不会发生转动，同时固定套筒与工作台固定，因此套筒与静台之间具有圆环状的上半槽不会发生转动。

当本发明的圆环形土样的环剪仪试验时，将环形土样放入上半槽与下半槽拼接成的环形剪切槽中，当然，在土样的上下端应置有透水板。加压饼通过加压装置产生向下的压力，加压饼下端的环状凸起下压环形剪切槽中的土样，开启驱动装置，使下半槽发生转动，而上半槽静止，进行圆环形土样的环剪试验。通过设定加压装置的砝码重量，观察圆环形土样是否破碎，可获得土样环形方向的抗剪切强度。扭矩传感器下端的定位梢落入定位孔中，一方面使扭矩传感器与静台不会发生相对转动，另一方面，还可获得试验时扭矩传感器的扭矩读数，对土样环形方向的抗剪切强度实验获得一个扭矩的读数。

另外，作为本发明的圆环形土样的环剪仪的改进，它还包括位移表，位移表固定在扭矩传感器固定架上，且位移表的测定头在加压盘上。当进行环剪试验时，可以获得加压饼下压剪切槽中的土样的垂直位移数据，同时通过位移表数据突变可判定土样破碎。

因此本发明的的圆环形土样的环剪仪，可测定圆环形土样环形方向抗剪强度，以便更加全面了解土、砂石等力学性能。

附图说明

图1是本发明圆环形土样的环剪仪的结构示意图；

图2是加压装置的结构示意图。

图中：1-工作架，2-驱动装置，3-工作台，4-加压装置，5-旋转盘，6-固定套筒，7-加压饼，8-扭矩传感器，9-扭矩传感器固定架，10-位移表，11-集水盘，12-透水板，13-套筒固定杆，14-支撑杆，15-加压连接杆，16-环形剪切槽，17-转台，18-静台，19-定位梢，20-连接柱，21-定位孔，22-横梁，23-砝码。

具体实施方式

如图1所示，本发明的圆环形土样的环剪仪，它包括工作架1、驱动装置2和加压装置4。所述工作架1设有工作台3，所述驱动装置2一般包括电机和减速机构。

本发明的圆环形土样的环剪仪，还包括旋转盘5、固定套筒6、加压饼7、扭矩传感器8和扭矩传感器固定架9。

所述旋转盘5为圆盘状，即具有底面和周面，且旋转盘5的圆盘中心固定圆柱形的转台17，所述转台17高度与旋转盘5（周面）的高度一致，所述转台17与旋转盘5周面之间具有圆环状的下半槽。所述驱动装置2固定在工作台3的下方，所述旋转盘5固定在工作台3上，所述旋转盘5与驱动装置2传动连接。这样通过驱动装置2运转，可使旋转盘5以及固定在旋转盘5的转台17转动，也就是圆环状的下半槽转动。

作为本发明的圆环形土样的环剪仪的优选，还包括集水盘11，所述集水盘11固定在工作台3与于旋转盒5之间，这样可收集圆环形土样的环剪试验挤出的水分。

所述固定套筒6在旋转盘5上方，所述固定套筒6与工作台3固定，所述固定套筒6与工作台3固定为：所述固定套筒6相对二侧具有连接块，所述连接块与工作台3之间分别设有套筒固定杆13，所述套筒固定杆13的二端分别与连接块、工作台3固定。

所述固定套筒6的内径与在旋转盘5的内径向同，所述转台17上端设有静台18，所述静台18的截面与转凸台17的截面相同，且静台18可转动固定在转台17上，所述静台18的高度与套筒6的高度相同，所述套筒6与静台18之间具有圆环状的上半槽，所述上半槽与下半槽的截面一致、且相互连通，所述上半槽与下半槽结合在一起为环剪仪的环形剪切槽16。所述环形剪切槽16内置有透水板12。在圆环形土样的环剪仪试验时，将环形土样放入环形剪切槽16中，开启驱动装置2，下半槽发生转动，而上半槽静止，进行圆环形土样的环剪试验。

所述加压饼7中心具有通孔、二侧设有加压连接块，所述加压连接块上连有加压连接杆15，所述加压连接杆15下端设有加压装置4，所述加压装置4包括横梁22和设置在横梁22二侧的砝码23，所述横梁22连接在加压连接杆15下端（参见图2）。

所述加压饼7下端具有环状凸起，所述环状凸起的形状大小与环形剪切槽16匹配。

所述工作台3上还固定支撑杆14，所述扭矩传感器固定架9固定在支撑杆14上，所述扭矩传感器8固定在扭矩传感器固定架9上。所述扭矩传感器8下端设有定位梢19，所述静台18上端连有连接柱20，所述连接柱20的上端面设有定位孔21，所述连接柱20穿入加压饼7的通孔，所述定位梢19落入定位孔21中。这里定位梢19与定位孔21的作用另一方面是避免扭矩传感器8与静台18发生相对转动，另一方面可获得试验时扭矩传感器8的扭矩读数。所述定位梢19与定位孔21的截面只要是非圆形即可，因此，所述定位梢19与定位孔21一般采用其截面为四边形或六边形结构。

作为本发明的圆环形土样的环剪仪的改进，它组入了位移表10，所述位移表10固定在扭矩传感器固定架9上，且位移表10的测定头在加压盘7上。

Claims (7)

1.一种圆环形土样的环剪仪，它包括工作架（1）、驱动装置（2）和加压装置（4），所述工作架（1）设有工作台（3），其特征在于它还包括旋转盘（5）、固定套筒（6）、加压饼（7）、扭矩传感器（8）和扭矩传感器固定架（9），所述旋转盘（5）为圆盘状，且旋转盘（5）的圆盘中心固定圆柱形的转台（17），所述转台（17）高度与旋转盘（5）的高度一致，所述转台（17）与旋转盘（5）周面之间具有圆环状的下半槽；所述驱动装置（2）固定在工作台（3）的下方，所述旋转盘（5）固定在工作台（3）上，所述旋转盘（5）与驱动装置（2）传动连接；所述固定套筒（6）在旋转盘（5）上方，所述固定套筒（6）与工作台（3）固定，所述固定套筒（6）的内径与在旋转盘（5）的内径向同，所述转台（17）上端设有静台（18），所述静台（18）的截面与转凸台（17）的截面相同，且静台（18）可转动固定在转台（17）上，所述静台（18）的高度与套筒（6）的高度相同，所述套筒（6）与静台（18）之间具有圆环状的上半槽，所述上半槽与下半槽的截面一致、且相互连通，所述上半槽与下半槽结合在一起为环剪仪的环形剪切槽（16）；所述加压饼（7）中心具有通孔、二侧设有加压连接块，所述加压连接块上连有加压连接杆（15），所述加压连接杆（15）下端设有加压装置（4），所述加压饼（7）下端具有环状凸起，所述环状凸起的形状大小与环形剪切槽（16）匹配；所述工作台（3）上还固定支撑杆（14），所述扭矩传感器固定架（9）固定在支撑杆（14）上，所述扭矩传感器（8）固定在扭矩传感器固定架（9）上，所述扭矩传感器（8）下端设有定位梢（19），所述静台（18）上端连有连接柱（20），所述连接柱（20）的上端面设有定位孔（21），所述连接柱（20）穿入加压饼（7）的通孔，所述定位梢（19）落入定位孔（21）中。

2.根据权利要求1所述的圆环形土样的环剪仪，其特征在于它还包括位移表（10），所述位移表（10）固定在扭矩传感器固定架（9）上，且位移表（10）的测定头在加压盘（7）上。

3.根据权利要求1或2所述的圆环形土样的环剪仪，其特征在于所述加压装置（4）包括横梁（22）和设置在横梁（22）二侧的砝码（23），所述横梁（22）连接在加压连接杆（15）下端。

4.根据权利要求1或2所述的圆环形土样的环剪仪，其特征在于它还包括集水盘（11），所述集水盘（11）固定在工作台（3）与于旋转盒（5）之间。

5.根据权利要求1或2所述的圆环形土样的环剪仪，其特征在于所述驱动装置（2）包括电机和减速机构。

6.根据权利要求1或2所述的圆环形土样的环剪仪，其特征在于所述固定套筒（6）与工作台（3）固定为：所述固定套筒（6）相对二侧具有连接块，所述连接块与工作台（3）之间分别设有套筒固定杆（13），所述套筒固定杆（13）的二端分别与连接块、工作台（3）固定。

7.根据权利要求1或2所述的圆环形土样的环剪仪，其特征在于所述环形剪切槽（16）内置有透水板（12）。