CN113624618A - 一种土木工程材料剪切强度试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土木工程材料剪切强度试验装置，涉及土木工程领域，针对现有的土木工程材料剪切实验误差较大，导致实验数据不够精准的问题，现提出如下方案，其包括底板、顶板和电动伸缩柱，所述底板与顶板相互靠近的一侧四角均固定连接有电动伸缩柱，且所述顶板的顶端固定安装有数据采集控制器，所述顶板的底端固定安装有第一液压缸，所述底板的顶端滑动安装有下剪切盒，且所述下剪切盒的顶端活动安装有上剪切盒。本发明能够适用于不同尺寸的土木工程建筑材料进行自动化的剪切强度试验，保证试验数据的精准性，同时也避免造成较大的试验误差，并且能够实现对该材料的直剪以及复合剪试验，有助于较为全面的了解土木工程材料的结构性能。

Description

一种土木工程材料剪切强度试验装置

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其涉及一种土木工程材料剪切强度试验装置。

背景技术

土木工程是建造各类土地工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动，也指工程建设的对象。即建造在地上或地下、陆上，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水排水以及防护工程等。土木工程是指除房屋建筑以外，为新建、改建或扩建各类工程的建筑物、构筑物和相关配套设施等所进行的勘察、规划、设计、施工、安装和维护等各项技术工作及其完成的工程实体。

试件在受剪作用下的强度和变形是一项重要的力学性能，揭示剪切过程中结构的破坏机理，不仅对结构的受力破坏分析意义重大，而且对指导工程结构设计至关重要，然而现有的土木工程材料在进行剪切强度实验时存在一定的实验误差，导致其实验数据不够精准，因此，为了解决此类问题，我们提出了一种土木工程材料剪切强度试验装置。

发明内容

本发明提出的一种土木工程材料剪切强度试验装置，解决了现有的现有的土木工程材料剪切实验误差较大，导致实验数据不够精准的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种土木工程材料剪切强度试验装置，包括底板、顶板和电动伸缩柱，所述底板与顶板相互靠近的一侧四角均固定连接有电动伸缩柱，且所述顶板的顶端固定安装有数据采集控制器，所述顶板的底端固定安装有第一液压缸；

所述底板的顶端滑动安装有下剪切盒，且所述下剪切盒的顶端活动安装有上剪切盒，所述顶板和底板之间设置有调节机构，且所述调节机构包括连接杆、横板、圆弧板、活动板、调节槽、调节板、复位弹簧、滑槽、滑块、卡槽和卡板，所述活动板靠近下剪切盒的一侧固定安装有第二液压缸，且所述第二液压缸的活塞杆端部铰接有抵紧板，所述抵紧板的外部套设有推板，且所述推板与下剪切盒接触。

作为优选的，还包括水平位移传感器、水平压力传感器、竖直位移传感器和竖直压力传感器，且所述水平位移传感器和水平压力传感器设于第二液压缸的活塞杆处，竖直位移传感器和竖直压力传感器设于第一液压缸的活塞杆处，所述数据采集控制器与第一液压缸、第二液压缸、水平位移传感器、水平压力传感器、竖直位移传感器以及竖直压力传感器均电性连接。

作为优选的，所述底板的顶端开设有沿其长度方向设置的导向槽，且所述导向槽内滑动安装有导向块，导向块的顶端固定连接有导向板，所述导向板的截面呈弧形，且所述导向板位于下剪切盒远离推板的一侧，且导向板与下剪切盒接触。

作为优选的，所述顶板的底端固定连接有两个呈对称分布的连接杆，且两个所述连接杆的底端共同固定连接有横板，所述横板远离上剪切盒的一侧固定连接有圆弧板，且所述圆弧板的底端与底板的侧壁固定连接，且活动板滑动安装与圆弧板的内弧壁。

作为优选的，所述活动板靠近圆弧板的一侧开设有沿其长度方向设置的调节槽，且所述调节槽的内部滑动安装有调节板，所述调节板与调节槽的内壁之间固定连接有多个呈等间距分布的复位弹簧。

作为优选的，所述活动板靠近圆弧板的一侧固定连接有两个呈对称分布的滑块，所述圆弧板的内弧壁开设有滑槽，且所述滑块滑动安装于滑槽内部，所述调节板远离复位弹簧的一侧固定连接有两个呈对称分布的卡板，且所述卡板滑动贯穿滑块，所述滑槽的内壁设有呈均匀分布的卡槽，且所述卡板与卡槽匹配。

作为优选的，所述底板上设有与上剪切盒以及下剪切盒匹配的限位对准机构，所述限位对准机构包括安装槽、制动板、限位槽、驱动板、夹杆、驱动槽、夹板、制动插块和制动插槽。

作为优选的，所述底板的内部开设有安装槽，且所述安装槽贯穿底板的两侧与外界连通，所述安装槽的内部转动安装有驱动板，所述底板的顶端开设有与安装槽连通的限位槽，且所述限位槽内滑动安装有呈L型的夹杆，所述夹杆水平段的端部朝向底板的中心位置固定连接有夹板，所述夹杆的竖直段贯穿驱动板与安装槽的底端内壁滑动连接，所述驱动板的板体上设有贯穿其板体的驱动槽，且所述驱动槽呈弧形设置，且夹杆的竖直段滑动安装于驱动槽的内部。

作为优选的，所述驱动板的圆周侧壁开设有呈均匀分布的制动插槽，所述底板的两侧滑动安装有呈对称分布的制动板，且所述制动板靠近驱动板的一侧固定连接有与制动插槽匹配的制动插块。

本发明的有益效果为：

1、通过转动驱动板，从而能够使得夹杆以及夹板相互靠拢对下剪切盒进行有效限位固定，从而能够使其适用于不同尺寸的材料进行剪切试验，然后将待进行剪切试验的材料至于下剪切盒内部，并且将上剪切盒盖在待进行剪切试验的物体上方，能够保证上下剪切盒的对接整齐，避免对待进行剪切试验的材料造成结构性损伤，保证试验数据的精准性，避免造成较大的试验误差，并且通过两个液压缸与上下两个剪切盒配合的设置，从而能够实现土木工程材料剪切强度试验自动化试验。

2、通过在顶板和底板之间设置调节机构，从而能够实现对第二液压缸与下剪切盒角度的调节，使其不仅能够实现对土木工程材料的直剪试验，同时能够对其进行复合剪切试验，有助于获得多组试验数据，更加全面的了解土木工程材料的结构性能。

综上所述，该装置能够适用于不同尺寸的土木工程建筑材料进行自动化的剪切强度试验，保证试验数据的精准性，同时也避免造成较大的试验误差，并且能够实现对该材料的直剪以及复合剪试验，有助于较为全面的了解土木工程材料的结构性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的背面结构示意图；

图3为本发明的正面结构示意图；

图4为本发明的爆炸图；

图5为本发明的图4中A的放大结构示意图；

图6为本发明的圆弧板与活动板连接的半剖结构示意图；

图7为本发明的图6中B的放大结构示意图。

图中标号：1、底板；101、安装槽；102、制动板；103、限位槽；104、驱动板；105、夹杆；106、驱动槽；107、夹板；108、制动插块；109、制动插槽；2、顶板；3、电动伸缩柱；4、数据采集控制器；5、上剪切盒；6、下剪切盒；7、第一液压缸；8、第二液压缸；9、调节机构；901、连接杆；902、横板；903、圆弧板；904、活动板；905、调节槽；906、调节板；907、复位弹簧；908、滑槽；909、滑块；910、卡槽；911、卡板；10、推板；11、导向槽；12、导向板；13、抵紧板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参照图1-4、图6和图7，一种土木工程材料剪切强度试验装置，包括底板1、顶板2和电动伸缩柱3，底板1与顶板2相互靠近的一侧四角均固定连接有电动伸缩柱3，且顶板2的顶端固定安装有数据采集控制器4，顶板2的底端固定安装有第一液压缸7；

底板1的顶端滑动安装有下剪切盒6，且下剪切盒6的顶端活动安装有上剪切盒5，顶板2和底板1之间设置有调节机构9，且调节机构9包括连接杆901、横板902、圆弧板903、活动板904、调节槽905、调节板906、复位弹簧907、滑槽908、滑块909、卡槽910和卡板911，活动板904靠近下剪切盒6的一侧固定安装有第二液压缸8，且第二液压缸8的活塞杆端部铰接有抵紧板13，抵紧板13的外部套设有推板10，且推板10与下剪切盒6接触，底板1的顶端开设有沿其长度方向设置的导向槽11，且导向槽11内滑动安装有导向块，导向块的顶端固定连接有导向板12，导向板12的截面呈弧形，且导向板12位于下剪切盒6远离推板10的一侧，且导向板12与下剪切盒6接触。

还包括水平位移传感器、水平压力传感器、竖直位移传感器和竖直压力传感器，且水平位移传感器和水平压力传感器设于第二液压缸8的活塞杆处，竖直位移传感器和竖直压力传感器设于第一液压缸7的活塞杆处，数据采集控制器4与第一液压缸7、第二液压缸8、水平位移传感器、水平压力传感器、竖直位移传感器以及竖直压力传感器均电性连接。

在进行剪切强度的试验时，将待测材料至于下剪切盒5的内部，然后将上剪切盒6套摄于待测材料的上方，然后再启动第一液压缸7，使得第一液压缸7的活塞杆端部抵在上剪切盒6上，并且使得第一液压缸7活塞杆上设置的竖直压力传感器以及竖直位移传感器的竖直达到设定值，再启动第二液压缸8，使得第二液压缸8活塞杆端部推动抵紧板13和推板10，从而使得推板10推动下剪切盒5，当第二液压缸8上设置的水平压力传感器竖直达到设定值时，此时停止第二液压缸8，并且水平压力传感器将数值传输给数据采集控制器4，通过数据采集控制器4对该材料的剪切强度进行测算即可。

顶板2的底端固定连接有两个呈对称分布的连接杆901，且两个连接杆901的底端共同固定连接有横板902，横板902远离上剪切盒5的一侧固定连接有圆弧板903，且圆弧板903的底端与底板1的侧壁固定连接，且活动板904滑动安装与圆弧板903的内弧壁，活动板904靠近圆弧板903的一侧开设有沿其长度方向设置的调节槽905，且调节槽905的内部滑动安装有调节板906，调节板906与调节槽905的内壁之间固定连接有多个呈等间距分布的复位弹簧907。

活动板904靠近圆弧板903的一侧固定连接有两个呈对称分布的滑块909，圆弧板903的内弧壁开设有滑槽908，且滑块909滑动安装于滑槽908内部，调节板906远离复位弹簧907的一侧固定连接有两个呈对称分布的卡板911，且卡板911滑动贯穿滑块909，滑槽908的内壁设有呈均匀分布的卡槽910，且卡板911与卡槽910匹配。

通过调节机构9的设置，能够使得第二液压缸8对抵紧板13以及推板10的角度进行调整，先按压调节板906，使得调节板906在调节槽905内部滑动，并且调节板906会挤压复位弹簧907，同时调节板906带动卡板911，使其从卡槽910内部脱离，然后再调节活动板904，使其在圆弧板903的内弧壁上滑动，并且带动滑块909在滑槽908内部滑动，当滑动至指定角度后，再松开调节板906，使得复位弹簧907反向推动调节板906，从而使得调节板906推动卡板911重新卡入到与其匹配的卡槽910内部即可，然后重复上述操作，启动第二液压缸8，使其推动抵紧板13和推板10，直至第二液压缸8上的水平压力传感器再次达到设定值时，水平位移传感器再将数据传输给数据采集控制器4，然后通过数据采集控制器4对该材料的斜剪切强度进行测算。

实施例二

该实施例是在实施例一的基础上添加对不同尺寸的剪切盒进行限位对准的操作步骤，使得使用不同尺寸的剪切盒对不同尺寸的材料进行剪切强度试验时能够保证一定的精准性，参照图1、图4和图5，底板1上设有与上剪切盒5以及下剪切盒6匹配的限位对准机构，限位对准机构包括安装槽101、制动板102、限位槽103、驱动板104、夹杆105、驱动槽106、夹板107、制动插块108和制动插槽109。

底板1的内部开设有安装槽101，且安装槽101贯穿底板1的两侧与外界连通，安装槽101的内部转动安装有驱动板104，底板1的顶端开设有与安装槽101连通的限位槽103，且限位槽103内滑动安装有呈L型的夹杆105，夹杆105水平段的端部朝向底板1的中心位置固定连接有夹板107，夹杆105的竖直段贯穿驱动板104与安装槽101的底端内壁滑动连接，驱动板104的板体上设有贯穿其板体的驱动槽106，且驱动槽106呈弧形设置，且夹杆105的竖直段滑动安装于驱动槽106的内部。

通过转动驱动板104，使得驱动板104上的驱动槽106带动夹杆105移动，并且夹杆105的竖直段在限位槽103内部滑动，夹杆105则会带动夹板107向底板1中心位置移动，从而通过夹板107能够将下剪切盒5夹紧，然后再将待测试的材料放置于下剪切盒5的内部，再将上剪切盒6套在材料的上方，通过夹杆105以及夹板107的限位，从而能够保证上剪切盒6和下剪切盒5对接的精准性和稳定性，避免造成较大的试验误差。

驱动板104的圆周侧壁开设有呈均匀分布的制动插槽109，底板1的两侧滑动安装有呈对称分布的制动板102，且制动板102靠近驱动板104的一侧固定连接有与制动插槽109匹配的制动插块108，通过推动制动板102，从而使得制动板102上的制动插块108能够插入到制动插槽109内部，保证驱动板104静止时的稳定性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种土木工程材料剪切强度试验装置，包括底板(1)、顶板(2)和电动伸缩柱(3)，其特征在于，所述底板(1)与顶板(2)相互靠近的一侧四角均固定连接有电动伸缩柱(3)，且所述顶板(2)的顶端固定安装有数据采集控制器(4)，所述顶板(2)的底端固定安装有第一液压缸(7)；

所述底板(1)的顶端滑动安装有下剪切盒(6)，且所述下剪切盒(6)的顶端活动安装有上剪切盒(5)，所述顶板(2)和底板(1)之间设置有调节机构(9)，且所述调节机构(9)包括连接杆(901)、横板(902)、圆弧板(903)、活动板(904)、调节槽(905)、调节板(906)、复位弹簧(907)、滑槽(908)、滑块(909)、卡槽(910)和卡板(911)，所述活动板(904)靠近下剪切盒(6)的一侧固定安装有第二液压缸(8)，且所述第二液压缸(8)的活塞杆端部铰接有抵紧板(13)，所述抵紧板(13)的外部套设有推板(10)，且所述推板(10)与下剪切盒(6)接触。

2.根据权利要求1所述的一种土木工程材料剪切强度试验装置，其特征在于，还包括水平位移传感器、水平压力传感器、竖直位移传感器和竖直压力传感器，且所述水平位移传感器和水平压力传感器设于第二液压缸(8)的活塞杆处，竖直位移传感器和竖直压力传感器设于第一液压缸(7)的活塞杆处，所述数据采集控制器(4)与第一液压缸(7)、第二液压缸(8)、水平位移传感器、水平压力传感器、竖直位移传感器以及竖直压力传感器均电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种土木工程材料剪切强度试验装置，其特征在于，所述底板(1)的顶端开设有沿其长度方向设置的导向槽(11)，且所述导向槽(11)内滑动安装有导向块，导向块的顶端固定连接有导向板(12)，所述导向板(12)的截面呈弧形，且所述导向板(12)位于下剪切盒(6)远离推板(10)的一侧，且导向板(12)与下剪切盒(6)接触。

4.根据权利要求1所述的一种土木工程材料剪切强度试验装置，其特征在于，所述顶板(2)的底端固定连接有两个呈对称分布的连接杆(901)，且两个所述连接杆(901)的底端共同固定连接有横板(902)，所述横板(902)远离上剪切盒(5)的一侧固定连接有圆弧板(903)，且所述圆弧板(903)的底端与底板(1)的侧壁固定连接，且活动板(904)滑动安装与圆弧板(903)的内弧壁。

5.根据权利要求4所述的一种土木工程材料剪切强度试验装置，其特征在于，所述活动板(904)靠近圆弧板(903)的一侧开设有沿其长度方向设置的调节槽(905)，且所述调节槽(905)的内部滑动安装有调节板(906)，所述调节板(906)与调节槽(905)的内壁之间固定连接有多个呈等间距分布的复位弹簧(907)。

6.根据权利要求5所述的一种土木工程材料剪切强度试验装置，其特征在于，所述活动板(904)靠近圆弧板(903)的一侧固定连接有两个呈对称分布的滑块(909)，所述圆弧板(903)的内弧壁开设有滑槽(908)，且所述滑块(909)滑动安装于滑槽(908)内部，所述调节板(906)远离复位弹簧(907)的一侧固定连接有两个呈对称分布的卡板(911)，且所述卡板(911)滑动贯穿滑块(909)，所述滑槽(908)的内壁设有呈均匀分布的卡槽(910)，且所述卡板(911)与卡槽(910)匹配。

7.根据权利要求1所述的一种土木工程材料剪切强度试验装置，其特征在于，所述底板(1)上设有与上剪切盒(5)以及下剪切盒(6)匹配的限位对准机构，所述限位对准机构包括安装槽(101)、制动板(102)、限位槽(103)、驱动板(104)、夹杆(105)、驱动槽(106)、夹板(107)、制动插块(108)和制动插槽(109)。

8.根据权利要求7所述的一种土木工程材料剪切强度试验装置，其特征在于，所述底板(1)的内部开设有安装槽(101)，且所述安装槽(101)贯穿底板(1)的两侧与外界连通，所述安装槽(101)的内部转动安装有驱动板(104)，所述底板(1)的顶端开设有与安装槽(101)连通的限位槽(103)，且所述限位槽(103)内滑动安装有呈L型的夹杆(105)，所述夹杆(105)水平段的端部朝向底板(1)的中心位置固定连接有夹板(107)，所述夹杆(105)的竖直段贯穿驱动板(104)与安装槽(101)的底端内壁滑动连接，所述驱动板(104)的板体上设有贯穿其板体的驱动槽(106)，且所述驱动槽(106)呈弧形设置，且夹杆(105)的竖直段滑动安装于驱动槽(106)的内部。

9.根据权利要求8所述的一种土木工程材料剪切强度试验装置，其特征在于，所述驱动板(104)的圆周侧壁开设有呈均匀分布的制动插槽(109)，所述底板(1)的两侧滑动安装有呈对称分布的制动板(102)，且所述制动板(102)靠近驱动板(104)的一侧固定连接有与制动插槽(109)匹配的制动插块(108)。

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