CN111157365A - 一种便携式可倾斜剪切装置 - Google Patents

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周辉
涂洪亮
卢景景
胡明明
高阳
史林肯
韩钢
宋金良
黄磊
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    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces

Abstract

本发明属于剪切试验技术领域，公开了一种便携式可倾斜剪切装置，包括：底座、旋转托盘、圆弧转动导杆、法向加载结构、切向加载结构、量角器标尺以及指针；旋转托盘通过枢转轴与底座枢转相连，圆弧转动导杆的第一端通过铰接件与底座铰接，圆弧转动导杆的杆身可滑动地嵌于旋转托盘内；法向加载结构固定在旋转托盘上；切向加载结构固定在旋转托盘上；量角器标尺固定在底座上，指针固定在旋转托盘上，且指针的旋转中心和量角器标尺的原点均布置在枢转轴处。本发明提供的可倾斜剪切装置能够实现高效，可靠的剪切试验。

Description

一种便携式可倾斜剪切装置
技术领域
本发明涉及剪切试验技术领域，特别涉及一种便携式可倾斜剪切装置。
背景技术
现有技术中，岩体剪切作用于岩体所在的环境相关，存在多种影响因素。为了研究岩体剪切作用，通常会模拟岩体所在环境因素进行剪切试验；但是，现有技术中的剪切装置的模拟环境因素过于单一，导致实验结果的可靠性和与各种因素的相关性较差。
发明内容
本发明提供一种便携式可倾斜剪切装置，解决现有技术中剪切试验可靠性差的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种便携式可倾斜剪切装置，包括：底座、旋转托盘、圆弧转动导杆、法向加载结构、切向加载结构、量角器标尺以及指针；
所述旋转托盘通过枢转轴与所述底座枢转相连，所述圆弧转动导杆的第一端通过铰接件与所述底座铰接，所述圆弧转动导杆的杆身可滑动地嵌于所述旋转托盘内；
所述法向加载结构固定在所述旋转托盘上，用于向剪切试样施加法向压力；
所述切向加载结构固定在所述旋转托盘上，用于向剪切试样施加切向压力；
所述量角器标尺固定在所述底座上，所述指针固定在所述旋转托盘上，且所述指针的旋转中心和所述量角器标尺的原点均布置在所述枢转轴处，用于测量所述旋转托盘相对于所述底座的旋转角度。
进一步地，所述旋转托盘包括：托盘主体、上挡板和下挡板；
所述托盘主体通过所述枢转轴与所述底座枢转相连；
所述上挡板平行固定在所述托盘主体上；
所述法向加载结构固定在所述托盘主体上，所述法向加载结构的法向加载头布置在所述上挡板和所述下挡板之间；
所述切向加载结构固定在所述上挡板之上。
进一步地，所述法向加载结构包括：法向加载支架、法向加载杆以及法向加载头；
所述法向加载支架固定在所述托盘主体上，所述法向加载杆固定在所述法向加载支架上，所述法向加载头固定在所述法向加载杆上；
所述法向加载杆垂直于所述托盘主体布置。
进一步地，所述法向加载结构还包括：滑块；
所述滑块可滑动地固定在所述法向加载支架上，且所述法向加载杆固定在所述滑块上。
进一步地，所述切向加载结构包括：切向加载油缸；
所述切向加载油缸固定在所述上挡板上。
进一步地，所述便携式可倾斜剪切装置还包括：箱体；
所述底座和所述旋转托盘固定在所述箱体内；
所述箱体上开设有注液口和排液口；
所述箱体内设置有加热电偶、温度传感器以及现场控制器，所述加热电偶以及所述温度传感器分别与所述现场控制器相连。
进一步地，所述箱体上开设有透明视窗。
进一步地，所述箱体内开设有滑动轨道以及侧开门；
所述底座的底部设置有导轮，所述导轮可滑动地搁置在所述滑动导轨上。
进一步地，所述便携式可倾斜剪切装置还包括：显示屏；
所述显示屏与所述现场控制器相连。
进一步地，所述旋转托盘上还设置有法向激光测距仪和切向激光测距仪。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的便携式可倾斜剪切装置，通过旋转托盘、圆弧转动导杆、法向加载结构、切向加载结构、量角器标尺以及指针建立一个角度可精确控制调整角度的旋转剪切结构，从而模拟剪切对象的剪切面在和重力方向的不同夹角的情况，从而让模拟现实产经中处于边坡等环境的实际受力状态；还可以施加垂直于剪切面的法向压力进一步丰富受力状态。
附图说明
图1为本发明提供的便携式可倾斜剪切装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种可倾斜剪切装置，解决现有技术中剪切试验可靠性差的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参见图1，一种便携式可倾斜剪切装置，包括：底座13、旋转托盘12、圆弧转动导杆35、法向加载结构、切向加载结构41、量角器标尺19以及指针23。
所述旋转托盘12通过枢转轴21与所述底座13枢转相连，所述圆弧转动导杆35的第一端通过杆端铰接件34与所述底座13铰接，所述圆弧转动导杆35的杆身可滑动地嵌于所述旋转托盘12内；可沿所述圆弧转动导杆35推动所述旋转托盘12转动，从而在上剪切试样26和下剪切试样25之间的剪切面，也就是剪切节理面27与重力方向的夹角能够灵活便捷调整。
所述法向加载结构固定在所述旋转托盘12上，用于向剪切试样施加法向压力，也就是垂直于剪切节理面27的方向；当然值得说明的是，法向力并不一定必须施加。
所述切向加载41结构固定在所述旋转托盘12上，用于向剪切试样施加切向压力，进行剪切操作，或者推动上剪切试样26和下剪切试样25相对互动，研究剪切节理面27的滑动效应。
所述量角器标尺19固定在所述底座13上，所述指针23固定在所述旋转托盘12上，且所述指针23的旋转中心和所述量角器标尺19的原点均布置在所述枢转轴21处，用于测量所述旋转托盘12相对于所述底座13的旋转角度。
具体来说，所述旋转托盘12包括：托盘主体、上挡板40和下挡板24；所述托盘主体通过所述枢转轴21与所述底座13枢转相连；所述上挡板40平行固定在所述托盘主体上；所述法向加载结构固定在所述托盘主体上，所述法向加载结构的法向加载头9布置在所述上挡板40和所述下挡板24之间；所述切向加载结构41固定在所述上挡板40之上。
所述法向加载结构包括：法向加载支架8、法向加载杆6以及法向加载头9；所述法向加载支架8固定在所述托盘主体上，所述法向加载杆6固定在所述法向加载支架8上，所述法向加载头9固定在所述法向加载杆6上；所述法向加载杆6垂直于所述托盘主体布置，从而实现垂直加载法向力。
所述法向加载结构还包括：滑块5；所述滑块5可滑动地固定在所述法向加载支架8上，且所述法向加载杆6固定在所述滑块5上，从而可以调整法向记载的位置。
值得注意的是，所述切向加载结构41包括：切向加载油缸；所述切向加载油缸固定在所述上挡板40上。
进一步地，所述可倾斜剪切装置还包括：箱体1；
所述底座13和所述旋转托盘12固定在所述箱体1内，确切地说，所述旋转托盘12布置在所述底座13上，从而实现收纳。
所述箱体1上开设有注液口2和排液口15；从而能够更具需要添加不同的液体试剂，进行相关试验。
所述箱体1内设置有加热电偶3、温度传感器4以及现场控制器37，且所述加热电偶3以及所述温度传感器4分别与所述现场控制器37相连，从而实现温度控制。
为了便于观测，所述箱体1上开设有透明视窗42。
进一步地，所述箱体1内开设有滑动轨道18以及侧开门36；所述底座13的底部设置有导轮17，所述导轮17可滑动地搁置在所述滑动导轨18上；从而便于收纳。
通常为了形成一定的高度，所述底座13底部通过支杆14固定在滑板16上，所述导轮17固定在所述滑板16下。
通常在所述旋转托盘12上，所述下挡板24下方设置防撞挡板11；所述法向加载支架8固定在所述防撞挡板11上。
当然，为了适应非实验室，或者野外条件下的测量，所述底座13上固定有量角器标尺19，刻度盘20垂直与枢转轴21，还设置指针23通过紧定螺栓28固定在所述旋转托盘12上，跟随其转动，指针23与所述枢转轴枢转连接。
进一步地，所述便携式可倾斜剪切装置还包括：显示屏22；所述显示屏22与所述现场控制器37相连，实现现场指示。
进一步地，所述旋转托盘12上还设置有法向激光测距仪7和切向激光测距仪10，只是两个方向的位移。
当然，所述数据导线29用于数据传递，液压管路30用于液压介质的传输。为了便于操作，可设置把手38配合齿轮39以及开设在所述圆弧转动导杆35的方式实现精细便捷的操作。
所述箱体1上设置有把手43，便于移动。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的便携式可倾斜剪切装置，通过旋转托盘、圆弧转动导杆、法向加载结构、切向加载结构、量角器标尺以及指针建立一个角度可精确控制调整角度的旋转剪切结构，从而模拟剪切对象的剪切面在和重力方向的不同夹角的情况，从而让模拟现实产经中处于边坡等环境的实际受力状态；还可以施加垂直于剪切面的法向压力进一步丰富受力状态。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种便携式可倾斜剪切装置，其特征在于，包括：底座、旋转托盘、圆弧转动导杆、法向加载结构、切向加载结构、量角器标尺以及指针；
所述旋转托盘通过枢转轴与所述底座枢转相连，所述圆弧转动导杆的第一端通过铰接件与所述底座铰接，所述圆弧转动导杆的杆身可滑动地嵌于所述旋转托盘内；
所述法向加载结构固定在所述旋转托盘上，用于向剪切试样施加法向压力；
所述切向加载结构固定在所述旋转托盘上，用于向剪切试样施加切向压力；
所述量角器标尺固定在所述底座上，所述指针固定在所述旋转托盘上，且所述指针的旋转中心和所述量角器标尺的原点均布置在所述枢转轴处，用于测量所述旋转托盘相对于所述底座的旋转角度。
2.如权利要求1所述的便携式可倾斜剪切装置，其特征在于，所述旋转托盘包括：托盘主体、上挡板和下挡板；
所述托盘主体通过所述枢转轴与所述底座枢转相连；
所述上挡板平行固定在所述托盘主体上；
所述法向加载结构固定在所述托盘主体上，所述法向加载结构的法向加载头布置在所述上挡板和所述下挡板之间；
所述切向加载结构固定在所述上挡板之上。
3.如权利要求2所述的便携式可倾斜剪切装置，其特征在于，所述法向加载结构包括：法向加载支架、法向加载杆以及法向加载头；
所述法向加载支架固定在所述托盘主体上，所述法向加载杆固定在所述法向加载支架上，所述法向加载头固定在所述法向加载杆上；
所述法向加载杆垂直于所述托盘主体布置。
4.如权利要求3所述的便携式可倾斜剪切装置，其特征在于，所述法向加载结构还包括：滑块；
所述滑块可滑动地固定在所述法向加载支架上，且所述法向加载杆固定在所述滑块上。
5.如权利要求2所述的便携式可倾斜剪切装置，其特征在于，所述切向加载结构包括：切向加载油缸；
所述切向加载油缸固定在所述上挡板上。
6.如权利要求1所述的便携式可倾斜剪切装置，其特征在于，所述便携式可倾斜剪切装置还包括：箱体；
所述底座和所述旋转托盘固定在所述箱体内；
所述箱体上开设有注液口和排液口；
所述箱体内设置有加热电偶、温度传感器以及现场控制器，所述加热电偶以及所述温度传感器分别与所述现场控制器相连。
7.如权利要求6所述的便携式可倾斜剪切装置，其特征在于，所述箱体上开设有透明视窗。
8.如权利要求6所述的便携式可倾斜剪切装置，其特征在于，所述箱体内开设有滑动轨道以及侧开门；
所述底座的底部设置有导轮，所述导轮可滑动地搁置在所述滑动导轨上。
9.如权利要求6所述的便携式可倾斜剪切装置，其特征在于，所述便携式可倾斜剪切装置还包括：显示屏；
所述显示屏与所述现场控制器相连。
10.如权利要求1所述的便携式可倾斜剪切装置，其特征在于：所述旋转托盘上还设置有法向激光测距仪和切向激光测距仪。
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CN112964575A (zh) * 2021-02-08 2021-06-15 四川大学 深地环境下的岩石剪切流变试验机

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