CN107328650A - 一种用于十字板剪切试验的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于十字板剪切试验的测试装置，该装置包括底座、一对分别沿竖直方向设置在底座上的液压缸、设置在两液压缸顶部并与液压缸的活塞传动连接的套管安装架、沿竖直方向设置在套管安装架上的套管、设置在套管内并与套管转动连接的探杆以及可拆卸地设置在探杆底部的十字板头。与现有技术相比，本发明采用液压驱动方式，能够快速地将十字板头压入试验深度处，不仅大大提高了测试效率，且十字板头为可拆卸式，使本发明既可进行十字板剪切试验，又能够通过更换十字板头用于静力触探试验，操作简单，灵活性好。
Description
技术领域
本发明属于土体原位测试技术领域，涉及一种用于十字板剪切试验的测试装置。
背景技术
土体原位测试是岩土工程勘察的重要手段之一，是在岩土层原来所处的位置，在基本保持天然结构、天然含水量以及天然应力状态的情况下，测定岩土的工程力学性质指标。原位测试方法有多种，主要包括静力触探、十字板剪切、动力触探、标准贯入试验、旁压试验、静载试验、扁板侧胀试验、应力铲试验、现场直剪试验、岩体应力试验、岩土波速测试等。其中，十字板剪切试验大都采用手摇式剪切仪，此类手摇式剪切仪操作复杂，严重影响了测试效率。此外，在土体原位测试的工程实践中，一套装置往往仅能进行单一性能测试，若需要测定岩土的多种工程力学性质指标，需同时携带多套装置至测试点，不仅增加了劳动强度，且操作不便，测试效率低。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测试效率高的用于十字板剪切试验的测试装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于十字板剪切试验的测试装置，该装置包括底座、一对分别沿竖直方向设置在底座上的液压缸、设置在两液压缸顶部并与液压缸的活塞传动连接的套管安装架、沿竖直方向设置在套管安装架上的套管、设置在套管内并与套管转动连接的探杆以及可拆卸地设置在探杆底部的十字板头。将底座固定在测试点处，通过控制液压缸活塞的收缩，带动套管安装架、套管及探杆向下运动，将十字板头压入试验深度处，之后即可进行十字板剪切试验。
所述的底座上均匀布设有多个地锚。通过地锚将底座固定在测试点处，保证测试时的稳定性。
所述的套管安装架包括沿水平方向设置在两液压缸顶部并与液压缸的活塞传动连接的横杆、一对并列设置在横杆上的竖杆以及设置在两竖杆底端的套管固定板，所述的套管沿竖直方向设置在套管固定板上。套管安装架采用对称结构，保证十字板头运动的平稳性。
作为优选的技术方案，所述的横杆与套管固定连接。
所述的探杆与套管之间设有轴承。轴承既能将探杆与套管连接在一起，同时又便于探杆与套管之间的相对转动。
作为优选的技术方案，所述的探杆与套管之间共设有多个轴承，并且多个轴承沿竖直方向均匀布设在探杆与套管之间。
所述的探杆的底部固定设有套筒，所述的十字板头包括插设在套筒内并与套筒相适配的转轴以及设置在转轴底部的十字板，所述的转轴通过套筒与探杆传动连接。转轴与套筒可拆卸连接，便于更换不同的十字板头，以便根据不同情况选用相适合的十字板头进行十字板剪切试验；也可将十字板头更换为静力触探探头，利用本装置直接进行静力触探试验，省去了静力触探装置。
所述的套筒的内壁上设有内螺纹，所述的转轴的外壁上设有外螺纹。通过螺纹连接方式，便于转轴与套筒的拆装。
所述的探杆的顶部外露出套管顶部，并且所述的探杆的顶端设有螺母。在测试时，利用工具转动螺母，便可通过探杆带动十字板头转动，进行十字板剪切试验。
所述的套管的顶部外壁上设有刻度盘，所述的探杆的顶部外壁上设有与刻度盘相适配的指针。刻度盘上沿周向标有0-360°，指针指向其中的某一角度。在测试时，为了便于标识出土体内十字板头的转动角度，通过指针与刻度盘的配合，根据指针指向的角度，即能够快速得知十字板头的转动角度。
该装置还包括与螺母相适配的管钳。通过管钳与螺母的配合，即可利用管钳转动探杆，并带动十字板头转动，进行十字板剪切试验。
作为优选的技术方案，所述的管钳共设有两个。通过两个管钳对称夹住螺母并匀速旋转，带动十字板头稳定转动。
在使用时，该装置配合测力装置使用，以便对测试结果进行读取及记录。
作为优选的技术方案，所述的测力装置包括开口钢环测力装置或电阻应变式测力装置中的一种。
本发明在实际应用时，利用地锚将底座固定在测试点处，并将十字板头通过套筒安装在探杆上；通过控制液压缸活塞的收缩，带动套管安装架、套管及探杆向下运动，将十字板头压入试验深度处，并静止2-3min；利用管钳转动螺母，带动十字板头转动，进行十字板剪切试验，并通过测力装置记录测试结果。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)采用液压驱动方式，能够快速地将十字板头压入试验深度处，不仅大大提高了测试效率，且简化了操作，更加省力；
2)十字板头为可拆卸式，不仅能够根据不同情况快速更换合适的十字板头，还能够将十字板头更换为静力触探探头，以便利用本装置直接进行静力触探试验，省去了静力触探装置，实现了一套装置进行多种工程力学性质指标测试，减少了装置数量，灵活性好；
3)通过设置刻度盘及指针，便于标识出十字板头的转动角度，提高测试结果的准确性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中十字板头与探杆配合的结构示意图；
图中标记说明：
1—底座、2—液压缸、3—套管安装架、301—横杆、302—竖杆、303—套管固定板、4—套管、5—探杆、6—十字板头、601—转轴、602—十字板、7—地锚、8—套筒、9—螺母、10—刻度盘、11—指针、12—管钳。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例：
如图1所示的一种用于十字板剪切试验的测试装置，该装置包括底座1、一对分别沿竖直方向设置在底座1上的液压缸2、设置在两液压缸2顶部并与液压缸2的活塞传动连接的套管安装架3、沿竖直方向设置在套管安装架3上的套管4、设置在套管4内并与套管4转动连接的探杆5以及可拆卸地设置在探杆5底部的十字板头6。
其中，底座1上均匀布设有多个地锚7。套管安装架3包括沿水平方向设置在两液压缸2顶部并与液压缸2的活塞传动连接的横杆301、一对并列设置在横杆301上的竖杆302以及设置在两竖杆302底端的套管固定板303，套管4沿竖直方向设置在套管固定板303上。探杆5与套管4之间设有轴承。
如图2所示，探杆5的底部固定设有套筒8，十字板头6包括插设在套筒8内并与套筒8相适配的转轴601以及设置在转轴601底部的十字板602，转轴601通过套筒8与探杆5传动连接。套筒8的内壁上设有内螺纹，转轴601的外壁上设有外螺纹。
探杆5的顶部外露出套管4顶部，并且探杆5的顶端设有螺母9。套管4的顶部外壁上设有刻度盘10，探杆5的顶部外壁上设有与刻度盘10相适配的指针11。该装置还包括与螺母9相适配的管钳12。
在实际应用时，利用地锚7将底座1固定在测试点处，并将十字板头6通过套筒8安装在探杆5上；通过控制液压缸2活塞的收缩，带动套管安装架3、套管4及探杆5向下运动，将十字板头6压入试验深度处，并静止2-3min；利用管钳12转动螺母，带动十字板头6转动，进行十字板剪切试验，并通过测力装置记录测试结果。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于十字板剪切试验的测试装置，其特征在于，该装置包括底座(1)、一对分别沿竖直方向设置在底座(1)上的液压缸(2)、设置在两液压缸(2)顶部并与液压缸(2)的活塞传动连接的套管安装架(3)、沿竖直方向设置在套管安装架(3)上的套管(4)、设置在套管(4)内并与套管(4)转动连接的探杆(5)以及可拆卸地设置在探杆(5)底部的十字板头(6)。
2.根据权利要求1所述的一种用于十字板剪切试验的测试装置，其特征在于，所述的底座(1)上均匀布设有多个地锚(7)。
3.根据权利要求1所述的一种用于十字板剪切试验的测试装置，其特征在于，所述的套管安装架(3)包括沿水平方向设置在两液压缸(2)顶部并与液压缸(2)的活塞传动连接的横杆(301)、一对并列设置在横杆(301)上的竖杆(302)以及设置在两竖杆(302)底端的套管固定板(303)，所述的套管(4)沿竖直方向设置在套管固定板(303)上。
4.根据权利要求1所述的一种用于十字板剪切试验的测试装置，其特征在于，所述的探杆(5)与套管(4)之间设有轴承。
5.根据权利要求1所述的一种用于十字板剪切试验的测试装置，其特征在于，所述的探杆(5)的底部固定设有套筒(8)，所述的十字板头(6)包括插设在套筒(8)内并与套筒(8)相适配的转轴(601)以及设置在转轴(601)底部的十字板(602)，所述的转轴(601)通过套筒(8)与探杆(5)传动连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于十字板剪切试验的测试装置，其特征在于，所述的套筒(8)的内壁上设有内螺纹，所述的转轴(601)的外壁上设有外螺纹。
7.根据权利要求1所述的一种用于十字板剪切试验的测试装置，其特征在于，所述的探杆(5)的顶部外露出套管(4)顶部，并且所述的探杆(5)的顶端设有螺母(9)。
8.根据权利要求7所述的一种用于十字板剪切试验的测试装置，其特征在于，所述的套管(4)的顶部外壁上设有刻度盘(10)，所述的探杆(5)的顶部外壁上设有与刻度盘(10)相适配的指针(11)。
9.根据权利要求7所述的一种用于十字板剪切试验的测试装置，其特征在于，该装置还包括与螺母(9)相适配的管钳(12)。
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