CN108344646A - 防土样偏心受压应变控制式直剪试验仪 - Google Patents

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周红星
尹培林
武坤鹏
李晋骅
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Abstract

本发明公开了一种防土样偏心受压应变控制式直剪仪，其包括剪切盒、垂直压力施加装置、水平压力施加装置、仪器表及仪器台座，剪切盒由上剪切盒和下剪切盒构成；仪器台座具有限制上剪切盒沿水平推力方向移动的限位结构及限定下剪切盒沿水平推力方向在台座表面移动的轨道；垂直压力施加部分包括垂直加压杠杆、砝码、垂直加压框架、加压杆及传压盖；水平压力施加装置包括推动器及钢环，当推动器受外力推动时推动下剪切盒沿轨道滑行，推力方向与轨道方向一致。本发明克服传统应变控制式直剪试验仪土样偏心受压的缺陷，提高应变控制式直剪试验的准确性、合理性。

Description

防土样偏心受压应变控制式直剪试验仪
技术领域
本发明涉及岩土工程土工试验仪器领域。
背景技术
土体作为岩土工程的主要研究对象，其材料参数是岩土工程研究的基础，土体的破坏通常以剪切破坏为主，因此，确定土的抗剪强度指标——黏聚力(c)和内摩擦角(φ)显得尤为重要。目前，确定土的抗剪强度指标的试验方法有很多种，其中应变控制式直剪试验以其试验原理简单、试验易操作、试验费用低廉被广泛使用。
但是，传统应变控制式直剪试验过程中易出现土样偏心受压现象，土样偏心受压导致土体应力分布不均匀，产生斜剪现象，进而导致垂直压力杆分担土样的剪切力，所以通常会出现在垂直压力较大时测试的剪力峰值偏大的情况，影响直剪试验测试结果的准确性。
土样之所以出现偏心受压，其原因主要是仪器构造缺陷引起。直剪试验上剪切盒与钢环连接，通过钢环的变形测试剪力，推动下剪切盒进行直剪试验，其仪器结构如图1所示。
由图1可见，在直剪试验中表面上是上剪切盒不动，下剪切盒运动。但实际上由于钢环受力自身变形，导致上剪切盒也会沿剪力方向产生位移，因此垂直压力杆与上剪切盒发生相对位移，使压力盖以垂直压力杆为中心发生偏转，进而导致土样偏心受压(如下图所示)。这就使得钢环测试的剪力其中有一部分是垂直压力杆分担的，影响直剪试验的准确性。在垂直压力较小时，剪力峰值较小钢环变形小，影响较小，但在垂直压力大到一定程度时，相对位移的影响就比较明显。
发明内容
本发明的目的是克服传统应变控制式直剪试验仪土样偏心受压的缺陷，提高应变控制式直剪试验的准确性、合理性。
为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：
防土样偏心受压应变控制式直剪仪，其包括剪切盒、垂直压力施加装置、水平压力施加装置、仪器表及仪器台座，
剪切盒由上剪切盒和下剪切盒构成，上剪切盒具有一上下开口的圆筒形上主体，下剪切盒具有一圆筒形下主体，圆筒形上主体与圆筒形下主体上下对接共同构成用于盛装土体的具有向上开口的土体容器；
仪器台座具有限制上剪切盒沿水平推力方向移动的限位结构及限定下剪切盒沿水平推力方向在台座表面移动的轨道；
垂直压力施加部分包括垂直加压杠杆、砝码、垂直加压框架、加压杆及传压盖，垂直加压杠杆设置于仪器台座底部，垂直加压杠杆一端挂有砝码，垂直加压杠杆与垂直加压框架直接或间接连接，加压杆固定连接于垂直加压杠杆，传压盖安放于圆筒形上主体内并平贴于土体表面；
水平压力施加装置包括放置于仪器台座上的推动器及设置于推动器与下剪切盒盒体外侧之间的钢环，当推动器受外力推动时推动下剪切盒沿轨道滑行，推力方向与轨道方向一致；
仪器表包括用于测量钢环变形值的百分表，百分表固定在钢环内部。
下剪切盒底部设有滚轮，滚轮滚动于仪器台座表面的轨道内。
垂直加压杠杆第一端挂砝码，第二端铰接于一固定在仪器台座底部的钢条，垂直加压杠杆靠近第二端的位置通过螺栓铰接于垂直加压框架的底部。
加压杆螺接固定于加压框架顶部的中心螺纹孔内。
传压盖顶部中心设有用于承载加压杆底部的凹槽。
所述仪器台座限制上剪切盒沿水平推力方向移动的限位结构为一固定于仪器台座表面的挡板及设于挡板顶部的凹槽；上剪切盒设有与所述凹槽适配的凸起。
所述下剪切盒在圆筒形下主体之外围有外盒体，在外盒体与圆筒形下主体之间为环形凹槽。
本发明的防土样偏心受压应变控制式直剪试验仪，将钢环改与下剪切盒对接测试剪力，通过控制上剪切盒与仪器台座相对位置固定，保证上剪切盒与加压杆不发生相对位移，进而防止在直剪试验过程中出现土样偏心受压的现象。所述直剪仪主要有垂直压力施加部分，土样盛装、剪切部分，推动、测力部分，主体部分。所述直剪仪通过固定上剪切盒，推动下剪切盒，在下剪切盒测剪力的方式，保证上剪切盒在试验过程中与加压杆不发生相对位移，进而防止土样偏心受压。
附图说明
现结合说明书附图，对本发明的技术方案作进一步地描述。
图1传统应变控制式直剪试验仪示意图。
图2为防土样偏心受压应变控制式直剪试验仪整体结构侧视图。
图3为防土样偏心受压应变控制式直剪试验仪整体结构平面图。
图4为钢环平面图。
图5为钢环沿竖向中心轴剖面图。
图6为下剪切盒平面图。
图7为下剪切盒沿竖向中心轴剖面图。
图8为上剪切盒平面图。
图9为上剪切盒沿竖向中心轴剖面图。
图10为仪器台座平面图。
图11为仪器台座沿竖向中心轴剖面图。
图12为加压杠杆、垂直加压框架、加压杆之间的连接示意图。
其中：
推动器101，位移计102，垂直加压框架103，传压盖104，试样105，剪切盒106，测力计107，测力百分表108.
推动器201，钢环202，百分表203，下剪切盒204，圆筒形下主体204.1，环形凹槽204.2，加压杆205，垂直加压框架206，传压盖207，土样208，上剪切盒209，突起209.1，圆筒形上主体209.2，挡板210，凹槽210.1，仪器台座211，轨道211.1，垂直加压杠杆212，砝码213，钢条214。
具体实施方式：
以下仅为本发明的实施范例，不能以此限定本发明的范围。即但凡依本发明申请专利范围所作的非实质性变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
本发明的防土样偏心受压应变控制式直剪试验仪，整体构造如图2～图3所示，主要构件如图4～11所示。
如图2所示，本发明的防土样偏心受压应变控制式直剪仪，其基本结构包括剪切盒、垂直压力施加装置、水平压力施加装置、仪器表及仪器台座。
剪切盒由上剪切盒209和下剪切盒204构成.如图7～8所示，上剪切盒209具有一上下开口的圆筒形上主体209.2，圆筒形上主体209.2的后方向后延伸形成一平板，平板的底部具有条形凸起209.1，该凸起用于嵌接于仪器台座的挡板210的凹槽210.1内，保证在剪切过程中上剪切盒的位置沿推力方向固定，不会与加压杆之间发生相对位移。
下剪切盒204具有一接于上剪切盒圆筒形上主体下方的筒形下主体204.1，圆筒形上主体209.2与圆筒形下主体204.1上下对接共同构成用于盛装土体的具有向上开口的土体容器。下剪切盒204在圆筒形下主体之外围有外盒体，在外盒体与圆筒形下主体之间为环形凹槽204.2。下剪切仪底部设有滚轮，滚轮滚动于仪器台座表面的轨道内。
仪器台座211表面的挡板210可以使用焊接固定或其它机械方式固定连接于仪器台座。仪器台座211的表面具有限定下剪切盒沿台座表面水平移动的轨道，该轨道的方向与下剪切盒受到的推力方向一致。
垂直压力施加部分包括垂直加压杠杆212、砝码213、垂直加压框架216、加压杆215及传压盖217。垂直加压杠杆212设置于仪器台座底部，垂直加压杠杆第一端挂有砝码，垂直加压杠杆第二端铰接于钢条214的下部，钢条214的上部通过螺栓固定于仪器台座底部，垂直加压杠杆靠近第二端的位置通过螺栓铰接于垂直加压框架206的底部。在砝码数量增加时，垂直加压杠杆212会因砝受码压力增大而绕钢条214转动,同时带动重直加压框架206下降。
加压杆205自身带有螺纹，垂直加压框架206上部中间位置有一孔洞，可拧入加压杆，从而将加压杆与垂直加压框架固定在一起。加压杆受垂直方向的力时，会将垂直压力传至位于其底部的传压盖顶。传压盖套接于圆筒形上主体内壁并平贴于土体表面，传压盖顶部中心设有凹槽，用于承受传压杆带来的荷载并将荷载传递给土样。
水平压力施加装置包括放置于仪器台座211上的推动器201及设置于推动器201与下剪切盒盒体外盒之间的钢环202，当推动器受外力推动时水平推动下剪切盒沿轨道滑行，推力主向与轨道方向一致；仪器表包括用于测量钢环变形值的百分表，百分表固定在钢环内部。
试验过程中是用于测力的钢环是置于下剪切盒与推动器之间，实际剪切变形需减去钢环的变形量。
具体装配实施方式步骤如下：
1、先将上剪切盒与下剪切盒对接并固定，再将土样置于剪切盒中并放入传压盖，将盛装好土样的剪切盒置于带有凹槽及钢珠的仪器台面上。
2、将传压杆置于垂直加压框架中，再根据试验要求将对应重量的砝码挂在垂直加压杠杆，调节垂直加压部分，使加压杆垂直压在传压盖上。
3、将百分表固定于钢环内，放置钢环于剪切盒及推动器之间，调节推动器使钢环与下剪切盒刚好接触，再将百分表读数归零。
4、转动推动器，开始剪切试验，记录相关数据。
5、剪切完成后，退回推动器，取下砝码，移走压力杆，取出土样，完成试验。
图2为装样完毕后的防土样偏心受压应变控制式直剪试验仪。

Claims (7)

1.防土样偏心受压应变控制式直剪仪，其特征在于：包括剪切盒、垂直压力施加装置、水平压力施加装置、仪器表及仪器台座，
剪切盒由上剪切盒和下剪切盒构成，上剪切盒具有一上下开口的圆筒形上主体，下剪切盒具有一圆筒形下主体，圆筒形上主体与圆筒形下主体上下对接共同构成用于盛装土体的具有向上开口的土体容器；
仪器台座具有限制上剪切盒沿水平推力方向移动的限位结构及限定下剪切盒沿水平推力方向在台座表面移动的轨道；
垂直压力施加部分包括垂直加压杠杆、砝码、垂直加压框架、加压杆及传压盖，垂直加压杠杆设置于仪器台座底部，垂直加压杠杆一端挂有砝码，垂直加压杠杆与垂直加压框架直接或间接连接，加压杆固定连接于垂直加压杠杆，传压盖安放于圆筒形上主体内并平贴于土体表面；
水平压力施加装置包括放置于仪器台座上的推动器及设置于推动器与下剪切盒盒体外侧之间的钢环，当推动器受外力推动时推动下剪切盒沿轨道滑行，推力方向与轨道方向一致；
仪器表包括用于测量钢环变形值的百分表，百分表固定在钢环内部。
2.根据权利要求1所述防土样偏心受压应变控制式直剪仪，其特征在于：下剪切盒底部设有滚轮，滚轮滚动于仪器台座表面的轨道内。
3.根据权利要求1所述防土样偏心受压应变控制式直剪仪，其特征在于：垂直加压杠杆第一端挂砝码，第二端铰接于一固定在仪器台座底部的钢条，垂直加压杠杆靠近第二端的位置通过螺栓铰接于垂直加压框架的底部。
4.根据权利要求1所述防土样偏心受压应变控制式直剪仪，其特征在于：加压杆螺接固定于加压框架顶部的中心螺纹孔内。
5.根据权利要求1所述防土样偏心受压应变控制式直剪仪，其特征在于：传压盖顶部中心设有用于承载加压杆底部的凹槽。
6.根据权利要求1所述防土样偏心受压应变控制式直剪仪，其特征在于：所述仪器台座限制上剪切盒沿水平推力方向移动的限位结构为一固定于仪器台座表面的挡板及设于挡板顶部的凹槽；上剪切盒设有与所述凹槽适配的凸起。
7.根据权利要求1所述防土样偏心受压应变控制式直剪仪，其特征在于：所述下剪切盒在圆筒形下主体之外围有外盒体，在外盒体与圆筒形下主体之间为环形凹槽。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109752243A (zh) * 2019-03-15 2019-05-14 河南交通职业技术学院 一种压剪试验机
CN110530739A (zh) * 2019-08-26 2019-12-03 常熟市徐润机电有限公司 全自动四联应变控制式直剪仪
CN112945757A (zh) * 2021-03-05 2021-06-11 中建海外有限公司 一种疲劳试验的剪切装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104198301A (zh) * 2014-09-16 2014-12-10 广西科技大学 加筋土可视化大模型直剪试验数采仪
CN206300849U (zh) * 2016-12-20 2017-07-04 长安大学 一种四周套箍式剪切盒三向受压直剪仪
CN107101899A (zh) * 2017-06-01 2017-08-29 中国地质大学（武汉） 一种监测水平加速度的土体高频振动直剪仪及其使用方法
US20170284911A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Powerchina Huadong Engineering Corporation Limited Integrated style shear apparatus for rock structural plane and a shear experimental method for rock structural plane
CN208621434U (zh) * 2018-03-09 2019-03-19 中交四航工程研究院有限公司 防土样偏心受压应变控制式直剪试验仪

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104198301A (zh) * 2014-09-16 2014-12-10 广西科技大学 加筋土可视化大模型直剪试验数采仪
US20170284911A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Powerchina Huadong Engineering Corporation Limited Integrated style shear apparatus for rock structural plane and a shear experimental method for rock structural plane
CN206300849U (zh) * 2016-12-20 2017-07-04 长安大学 一种四周套箍式剪切盒三向受压直剪仪
CN107101899A (zh) * 2017-06-01 2017-08-29 中国地质大学（武汉） 一种监测水平加速度的土体高频振动直剪仪及其使用方法
CN208621434U (zh) * 2018-03-09 2019-03-19 中交四航工程研究院有限公司 防土样偏心受压应变控制式直剪试验仪

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109752243A (zh) * 2019-03-15 2019-05-14 河南交通职业技术学院 一种压剪试验机
CN109752243B (zh) * 2019-03-15 2020-09-25 河南交通职业技术学院 一种压剪试验机
CN110530739A (zh) * 2019-08-26 2019-12-03 常熟市徐润机电有限公司 全自动四联应变控制式直剪仪
CN110530739B (zh) * 2019-08-26 2024-02-27 常熟市徐润机电有限公司 全自动四联应变控制式直剪仪
CN112945757A (zh) * 2021-03-05 2021-06-11 中建海外有限公司 一种疲劳试验的剪切装置

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