CN107860647A - 一种用于恒定截面直剪实验的剪切盒装置及操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于恒定截面直剪切实验的剪切盒装置及操作方法，所述的剪切装置分为上剪切盒和下剪切盒两部分组成，所述的下剪切盒内径大于上剪切盒内径，两者内径相差1.2倍直剪仪的最大剪切距离，可保证试验过程中，上剪切盒内试样和下剪切盒内试样的接触面积始终保持不变，从而实现恒截面直剪试验的目的。本试验装置结构简单，操作简洁，稳定性好，经济实用，容易实现量产。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗剪强度测量装置，特别涉及一种用于恒定截面直剪实验的剪切盒装置及操作方法。
背景技术
直剪仪是一种静载条件下测量土体抗剪强度的仪器，具有方便、经济的优点，在土木工程中被广泛应用。其原理是将切好的土样装入上、下两部分相对的剪切盒中，通过顶部压力板对土样施加一定的竖向荷载的情况下，使上、下两部分剪切盒按一定速度相对水平错开，土样随之剪断，从而得到土样的剪切强度。现阶段也开始有人将直剪仪用于某些界面的抗剪强度研究(如能源桩桩-土界面研究等)。
公开号为CN201520664508U等大部分专利均存在剪切试验过程中，剪切面积会随剪切实验的进行而减小，从而影响试验结果的缺陷。
公开号为CN201420262879U的专利为一种恒定剪切面直剪仪，但是该专利土样为圆环形，存在难制样的缺点。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于恒定截面直剪切实验的剪切盒装置及操作方法，保证直剪仪在剪切过程中保证剪切盒的剪切面积不变。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于恒定截面直剪切实验的剪切盒装置，包括可填充试样品B的上剪切盒、可填充试样品A的下剪切盒和与直剪仪匹配的底槽，其特征在于：所述的上剪切盒叠置在所述的下剪切盒上方，所述的上剪切盒内腔与所述的下剪切盒内腔相通，所述上剪切盒和下剪切盒连接处设有限制水平运动的限位机构，所述的限位机构包括至少两个销钉，所述的上剪切盒的侧壁至少设有两个销钉通孔，所述的下剪切盒侧壁上设有与所述的销钉通孔相对应的销钉孔，所述的销钉穿过所述的销钉通孔与所述的销钉孔配合连接；所述的上剪切顶部设有盖板，所述的下剪切盒底部固定有可拆卸的底座，所述的底座可拆卸式固定在所述底槽的底板上，所述的底槽底部设有可以与直剪仪上设有的滑动槽相配合的沿着水平方向运动的滚珠排；
所述的剪切盒装置工作时，下剪切盒内填满测试样品A，所述的上剪切盒内填满测试样品B。
进一步，优选所述的下剪切盒内径与上剪切盒的内径差为1.2倍最大剪切工作距离，以保证直剪实验时，直剪横截面不变。
进一步，所述的下剪切盒与底座通过螺栓连接。
进一步，所述的底座与底槽通过螺栓连接。
进一步，所述的限位机构保证在填装试样时，上剪切盒和下剪切盒两端保持平齐。
本发明所述的剪切盒装置的操作方法，其特征在于：所述的操作方法为：先将底座和下剪切盒固定连接，再将底座固定在底槽上，向所述的下剪切盒内填满测试样品A，然后将上剪切盒叠置在所述的下剪切盒上，并将销钉插入销钉通孔和销钉孔中，在所述的上剪切盒中填满测试样品B，并盖上盖板。装载完毕后，将所述的剪切盒装置安装在直剪仪上，拨出销钉，启动直剪仪，即可进行正常的桩土接触面直剪实验，测定测试样品A和测试样品B的抗剪切强度。
进一步，所述的测试样品A、测试样品B各自独立为土样或混凝土样。
进一步，所述的测试样品A为土样时，所述的下剪切盒配备有下层透水石与所述的下剪切盒底座匹配的下层滤纸，所述的下剪切盒底座上方从下到上依次为下层透水石，下层滤纸及测试样品A的预留空间；所述的剪切盒装置工作时，下剪切盒被下层透水石，下层滤纸及测试样品A充满；
进一步，所述的测试样品B为土样时，所述的上剪切盒配备有上层透水石与所述的上剪切盒匹配的上层滤纸,所述上剪切盒从盖板下方从上到下依次为上层透水石，上层滤纸及测试样品B的预留空间；所述的剪切盒装置工作时，上剪切盒被上层透水石、上层滤纸及测试样品B充满。
本发明的工作原理为：将所述的剪切盒装置安装在直剪仪上，启动直剪仪，所述的下剪切盒相对上剪切盒发生相对移动，即可进行正常的桩土接触面直剪实验。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、通过下剪切盒内径与上剪切盒的内径差大于最大剪切工作距离，从而保证剪切实验的剪切面恒定，从而消除一般实验中存在的因剪切截面改变而造成的误差；
2、实验操作简单、成本低，与一般直剪仪相匹配，适用于研究性实验和检测性实验。
3、设计合理，结构简单，投入成本低，容易实现量产。
附图说明
图1为本发明的剖面图；
图2为本发明实施例所述的限位机构图一；
图3为本发明实施例所述的限位机构图二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
(1)上剪切盒，(2)测试样品B，(3)上层滤纸，(4)上层透水石，(5)盖板，(6)滚珠排，(7)销钉，(8)下剪切盒，(9)测试样品A，(10)底座，(11)底槽，(12)销钉通孔，(13)销钉孔，(14)下层透水石，(15)下层滤纸。
以桩-土接触面直剪实验为例，上剪切盒内试样1为土样，下剪切盒内试样为混凝土试样，因此下剪切盒不需要滤纸与透水石。
一种用于恒定截面直剪切实验的剪切盒装置，包括上剪切盒1、下剪切盒8和底槽11，所述的上剪切盒1叠置在所述的下剪切盒8上方，所述的上剪切盒1内腔与所述的下剪切盒8内腔相通，所述上剪切盒1和下剪切盒8连接处设有水平运动的限位机构，所述的限位机构包括两个销钉7，所述的上剪切盒1的侧壁上对称设有两个销钉通孔12，所述的下剪切盒侧壁上设有与所述的销钉通孔12相对应的销钉孔13，所述的销钉7分别穿过所述的销钉通孔12与所述的销钉孔13配合连接；所述的上剪切顶部设有盖板5，所述的下剪切盒底部固定有可拆卸的底座10，所述的底座10可拆卸式固定在所述底槽11的底板上，所述的底槽11底部设有滚珠排6,直剪仪上设有水平的滑动槽，所述的滚珠排6与直剪仪上的滑动槽相匹配，并可沿着滑动槽水平运动；
所述的上剪切盒1配备有上层透水石4与所述的上剪切盒1匹配的上层滤纸3,所述上剪切盒8从盖板5下方从上到下依次为上层透水石4，上层滤纸3及土样的预留空间。
使用时，先将底座10、底槽11和下剪切盒8通过螺栓进行固定，然后在下剪切盒内装满混凝土，在下剪切盒8上再装上剪切盒1，并将销钉7插入销钉通孔12和销钉孔13，保证上剪切盒1和下剪切盒8端面对齐，依次装入土样、上层滤纸3及上层透水石4保持上层透水石4和上剪切盒1表面平齐，再盖上盖板5。装载完毕后，将所述的剪切盒装置安装在直剪仪上，拔出销钉7，启动直剪仪，即可进行正常的桩土接触面直剪实验。
Claims (8)
1.一种用于恒定截面直剪实验的剪切盒装置，包括可填充试样品B(2)的上剪切盒(1)、可填充试样品A(9)的下剪切盒(8)和与直剪仪匹配的底槽(11)，其特征在于：所述的上剪切盒(1)叠置在所述的下剪切盒(8)上方，所述的上剪切盒(1)内腔与所述的下剪切盒(8)内腔相通，所述上剪切盒(1)和下剪切盒(8)连接处设有限制水平运动的限位机构，所述的限位机构包括至少两个销钉(7)，所述的上剪切盒(1)的侧壁至少设有两个销钉通孔(12)，所述的下剪切盒侧壁上设有与所述的销钉通孔(12)相对应的销钉孔(13)，所述的销钉(7)穿过所述的销钉通孔(12)与所述的销钉孔(13)配合连接；所述的上剪切顶部设有盖板(5)，所述的下剪切盒底部固定有可拆卸的底座(10)，所述的底座(10)可拆卸式固定在所述底槽(11)的底板上，所述的底槽(11)底部设有可以与直剪仪上设有的滑动槽相配合的沿着水平方向运动的滚珠排(6)；
所述的剪切盒装置工作时，下剪切盒(8)内填满测试样品A(9)，所述的上剪切盒(1)内填满测试样品B(2)。
2.如权利要求1所述的剪切盒装置，其特征在于：所述的下剪切盒(8)内径与上剪切盒(1)的内径差为1.2倍最大剪切工作距离。
3.如权利要求1所述的剪切盒装置，其特征在于：所述的下剪切盒(8)与底座(10)通过螺栓连接。
4.如权利要求1所述的剪切盒装置，其特征在于：所述的底座(10)与底槽(11)通过螺栓连接。
5.一种如权利要求1～4之一所述的剪切盒装置的操作方法，其特征在于：所述的操作方法为：先将底座(10)和下剪切盒(8)固定连接，再将底座(10)固定在底槽(11)上，向所述的下剪切盒(8)内填满测试样品A(9)，然后将上剪切盒(1)叠置在所述的下剪切盒(8)上，并将销钉(7)插入销钉通孔(12)和销钉孔(13)中，在所述的上剪切盒(1)中填满测试样品B(2)，并盖上盖板(5)。装载完毕后，将所述的剪切盒装置安装在直剪仪上，拨出销钉(7)，启动直剪仪，即可进行正常的桩土接触面直剪实验，测定测试样品A(9)和测试样品B(2)的抗剪切强度。
6.如权利要求5所述的操作方法，其特征在于：所述的测试样品A(9)、测试样品B(2)各自独立为土样或混凝土样。
7.如权利要求6所述的操作方法，其特征在于：所述的测试样品A(9)为土样时，所述的下剪切盒(8)配备有下层透水石(14)与所述的下剪切盒(8)底座匹配的下层滤纸(15)，所述的下剪切盒(8)底座上方从下到上依次为下层透水石(14)，下层滤纸(15)及测试样品A(9)的预留空间；所述的剪切盒装置工作时，下剪切盒(8)被下层透水石(14)，下层滤纸(15)及测试样品A(9)充满。
8.如权利要求6所述的操作方法，其特征在于：所述的测试样品B(2)为土样时，所述的上剪切盒(1)配备有上层透水石(4)与所述的上剪切盒(1)匹配的上层滤纸(3)，所述上剪切盒(8)从盖板(5)下方从上到下依次为上层透水石(4)，上层滤纸(3)及测试样品B(2)的预留空间；所述的剪切盒装置工作时，上剪切盒(1)被上层透水石(4)、上层滤纸(3)及测试样品B(2)充满。
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