CN116046564B - 一种测定界面接触特性的双向加载剪切试验仪及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种测定界面接触特性的双向加载剪切试验仪及试验方法，反力架中部安装有剪切框和容器，容器位于剪切框正上方；容器顶面内部可拆卸连接有顶盖，顶盖上方中部抵接有上伺服电动缸；剪切框底部连接底板，底板下方固定有下伺服电缸；剪切框外部两侧对称布置有拉伸组件和水平位移传感器，拉伸组件分为左侧拉伸组件和右侧拉伸组件；反力架内部固定设置有数据采集仪；本发明解决了实验室常规直剪仪和接触面剪切仪无法准确模拟土与土工泡沫板在工程中真实的接触和受力情况，而且能够同时实现土工泡沫板与土界面静力和动力接触特性的剪切试验。

Description

一种测定界面接触特性的双向加载剪切试验仪及试验方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别是涉及一种测定界面接触特性的双向加载剪切试验仪及试验方法。

背景技术

土工泡沫由于其压缩性高、密度小、质量轻的特点，已被广泛应用于修复公路滑坡、减轻桥台跳车和路基沉降、减小涵洞洞顶荷载和支挡结构墙后土压力等土木工程。土与土工泡沫界面静动力剪切强度是土工泡沫应用工程设计中重要的参数，因此有必要准确测定土与土工泡沫界面静动力接触特性。

实验室常用的直剪仪例如现有发明专利CN202022801880.6“一种适用于粗颗粒土的动载直剪仪”，由上下两个相同的剪切盒组成，采用直剪仪测定土与土工泡沫界面静动力接触特性时存在两个问题：1)土体受到法向应力时会挤压土工泡沫，因此很难保证土与土工泡沫的接触界面与直剪仪剪切盒接触面正好重合；2)剪切过程中剪切盒错动使得土与土工泡沫的接触界面尺寸发生变化，导致测定界面剪切强度不准确。

实验室常用的接触面剪切仪例如现有发明专利CN201810088871.1“一种可温控的土工膜与土接触面剪切试验装置及试验方法”，将面积大于土样的土工泡沫代替土工膜铺设在土样下面，土样受到法向应力时挤压位于土样下方的土工泡沫，由于土工泡沫具有一定的厚度(远大于土工膜厚度)，土样下方的土工泡沫厚度小于不在土样下方的土工泡沫，这样剪切过程中导致不在土样下方的土工泡沫进入土样下方时被剪切框遮挡，导致测得的剪切强度偏大。

发明内容

本发明的目的是提供一种测定界面接触特性的双向加载剪切试验仪，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种测定界面接触特性的双向加载剪切试验仪，包括反力架，所述反力架中部安装有剪切框和容器，所述容器位于所述剪切框正上方；所述容器顶面内部可拆卸连接有顶盖，所述顶盖上方中部抵接有上伺服电动缸，所述上伺服电动缸远离所述顶盖的一端与所述反力架固定连接；所述剪切框底部连接底板，所述底板下方固定有下伺服电动缸，所述下伺服电动缸远离所述剪切框的一端与所述反力架固定连接；所述剪切框外部两侧对称布置有拉伸组件和水平位移传感器，所述拉伸组件分为左侧拉伸组件和右侧拉伸组件；所述反力架内部固定设置有数据采集仪；

每组所述拉伸组件包括与所述剪切框一侧壁固定连接的螺杆，所述螺杆的杆身上依次布置有旋转电机、水平压力传感器；所述水平压力传感器和所述水平位移传感器均与所述数据采集仪电性连接。

优选的，所述容器底部与所述剪切框顶部连通；所述容器两侧壁通过第一螺栓螺纹连接有第一螺杆，所述第一螺杆底部与所述反力架内侧底部固定连接；

所述容器内部为方形空腔，所述容器内部填筑有土样，所述顶盖与所述土样上表面紧密抵接。

优选的，所述顶盖中部开设有第一凹槽，所述第一凹槽与所述上伺服电动缸的活塞杆端部固定连接；所述顶盖上部固定连接有用于方便拿取所述顶盖的螺钉；

所述剪切框内部为方形空腔，所述剪切框内部放置有土工泡沫板，所述土工泡沫板的顶部与所述土样下表面抵接，所述土工泡沫板的下表面与所述底板抵接。

优选的，所述剪切框的底板开设有第二凹槽，所述第二凹槽与所述下伺服电动缸的活塞杆的端部固定连接；所述底板两侧滑动连接有滑杆，所述滑杆与所述反力架内侧底部固定连接。

优选的，所述旋转电机下方固定设置有平板，所述平板两侧通过第三螺栓螺纹连接有第二螺杆，所述第二螺杆底部与所述反力架内侧底部固定连接；所述旋转电机通过转子转动控制内部空心螺杆左右移动，所述螺杆贯穿所述空心螺杆并与所述空心螺杆连接；所述剪切框的侧壁上开设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述螺杆的一端螺纹连接，所述螺杆的另一端螺纹连接有第二螺栓，所述水平压力传感器位于所述第二螺栓与所述空心螺杆之间。

优选的，所述水平位移传感器的一端与所述剪切框的侧壁抵接，所述水平位移传感器的另一端与所述平板固定连接。

一种测定界面接触特性的双向加载剪切试验方法，测定土与土工泡沫界面静力接触特性的剪切试验方法步骤如下：

I、调节左侧拉伸组件和右侧拉伸组件位于同一高度；

II、固定剪切框的位置；

III、将已知密度的土工泡沫装入剪切框内；

IV、在底板上表面抹油，控制下伺服电动缸调整底板的位置；

V、在容器底部抹油，调节第一螺栓调整容器的竖向位置，使得容器下部紧贴土工泡沫顶部；

VI、将已知质量、密度和含水率的土样装入容器内，将顶盖放置在土样上部，通过控制上伺服电动缸对顶盖进行施压到指定压力，通过控制下伺服电动缸对底板进行施压到相同的指定压力；

VII、将水平位移传感器布置在指定位置，用于监测剪切框的水平位移；

VIII、将水平压力传感器布置在左侧拉伸组件中的螺杆上，通过调节第二螺栓将水平压力传感器夹在第二螺栓和空心螺杆之间；随后启动左侧拉伸组件中的旋转电机施加水平剪力，通过设置旋转电机旋转速度设定水平向剪切速率，试验过程中，通过数据采集仪记录水平位移传感器和水平压力传感器测得的水平剪切力和水平位移随时间的变化曲线；当实验剪切位移达到设定的最大剪切位移时，试验终止。

一种测定界面接触特性的双向加载剪切试验方法，测定土与土工泡沫界面动力接触特性的剪切试验方法步骤如下：

I、调节左侧拉伸组件和右侧拉伸组件位于同一高度；

II、固定剪切框的位置；

III、将已知密度的土工泡沫装入剪切框内；

IV、在底板上表面抹油，控制下伺服电动缸调整底板的位置；

V、在容器底部抹油，调节第一螺栓调整容器的竖向位置，使得容器下部紧贴土工泡沫顶部；

VI、将已知质量、密度和含水率的土样装入容器内，并将顶盖放置在土样上部，通过控制上伺服电动缸对顶盖进行施压到指定压力，通过控制下伺服电动缸对底板进行施压到相同的指定压力；

VII、将水平位移传感器架在指定位置，用于监测剪切框的水平位移；

VIII、将水平压力传感器分别布置在左侧拉伸组件和右侧拉伸组件中的螺杆上，通过调节第二螺栓将水平压力传感器夹在第二螺栓和空心螺杆之间；随后卸掉右侧拉伸组件中的第二螺栓，并启动左侧拉伸组件中的旋转电机施加水平剪力，当剪切位移达到设定的最大剪切位移时，关闭左侧拉伸组件中的旋转电机，卸掉左侧拉伸组件中的第二螺栓，装上右侧拉伸组件中的第二螺栓，打开右侧拉伸组件中的旋转电机，再次达到设定的最大剪切位移时，关闭右侧拉伸组件中的旋转电机，卸掉右侧拉伸组件中的第二螺栓，装上左侧拉伸组件中的第二螺栓，启动左侧拉伸组件中的旋转电机，如此循环，并通过数据采集仪记录水平位移传感器和水平压力传感器测得的水平剪切力和水平位移随时间的变化曲线；当试验达到设定的循环次数时，试验终止。

本发明公开了以下技术效果：本发明解决了实验室常规直剪仪和接触面剪切仪无法准确模拟土与土工泡沫板在工程中真实的接触和受力情况，而且能够同时实现土工泡沫板与土界面静力和动力接触特性的剪切试验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的测定土与土工泡沫界面静动力接触特性的双向加载剪切试验仪内部结构示意图；

图2为本发明试验仪顶盖结构示意图；

图3为本发明试样仪中剪切框与拉伸组件连接方式示意图；

图4为本发明旋转电机示意图。

其中：1、反力架；2、顶盖；3、容器；4、剪切框；5、底板；6、上伺服电动缸；7、下伺服电动缸；8、左侧拉伸组件；9、右侧拉伸组件；10、水平位移传感器；11、水平压力传感器；12、数据采集仪；13、平板；14、第一凹槽；15、螺钉；16、第一螺栓；17、第一螺杆；18、螺纹孔；19、螺杆；20、第二凹槽；21、滑杆；22、旋转电机；23、转子；24、空心螺杆；25、第二螺栓；26、第三螺栓；27、第二螺杆。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-4，本发明提供一种测定界面接触特性的双向加载剪切试验仪，包括反力架1，反力架1中部安装有剪切框4和容器3，容器3位于剪切框4正上方；容器3顶面内部可拆卸连接有顶盖2，顶盖2上方中部螺杆抵接有上伺服电动缸6，上伺服电动缸6远离顶盖2的一端与反力架1固定连接；剪切框4底部连接底板5，底板5下方固定有下伺服电动缸7，下伺服电动缸7远离剪切框4的一端与反力架1固定连接；剪切框4外部两侧对称布置有拉伸组件和水平位移传感器10，拉伸组件分为左侧拉伸组件8和右侧拉伸组件9；反力架1内部固定设置有数据采集仪12；本发明解决了实验室常规直剪仪和接触面剪切仪无法准确模拟土与土工泡沫板在工程中真实的接触和受力情况，而且能够同时实现土工泡沫板与土界面静力和动力接触特性的剪切试验。

每组拉伸组件包括与剪切框4一侧壁固定连接的螺杆19，螺杆19的杆身上依次布置有旋转电机22、水平压力传感器11；水平压力传感器11和水平位移传感器10均与数据采集仪12电性连接，数据采集仪12用于采集水平位移传感器10、水平压力传感器11监测的数据。左侧拉伸组件8和右侧拉伸组件9与剪切框4两端相连，可拉动剪切框4左右移动。

容器3底部与剪切框顶部连通；容器3两侧壁通过第一螺栓16螺纹连接有第一螺杆17，第一螺杆17底部与反力架1内侧底部固定连接；

容器3内部为方形空腔，容器3内部填筑有土样，顶盖2与土样上表面紧密抵接。

顶盖2中部开设有第一凹槽14，第一凹槽14与上伺服电动缸6的活塞杆端部固定连接；顶盖2上部固定连接有用于方便拿取顶盖2的螺钉15；上伺服电动缸6施加压力于顶盖2之上，上伺服电动缸6作用于凹槽内从而与顶盖2紧密接触，螺钉15方便顶盖2从容器3取出。

剪切框4内部为方形空腔，剪切框4内部放置有土工泡沫板，土工泡沫板的顶部与土样下表面抵接，土工泡沫板的下表面与底板5抵接。剪切框4的竖向位置可通过调节螺栓的位置进行调整。

剪切框的底板5开设有第二凹槽20，第二凹槽20与下伺服电动缸7的活塞杆的端部固定连接；底板5两侧滑动连接有滑杆21，滑杆21与反力架1内侧底部固定连接。下伺服电动缸7作用于凹槽对底板5施加压力，底板5放置在四根滑杆21上，下伺服电动缸7推动底板5在滑杆21上移动从而调整底板5的竖向位移。

旋转电机22下方固定设置有平板13，平板13两侧通过第三螺栓26螺纹连接有第二螺杆27，第二螺杆27底部与反力架1内侧底部固定连接；旋转电机22通过转子转动控制内部空心螺杆24左右移动，螺杆19贯穿空心螺杆24并与空心螺杆24连接；剪切框的侧壁上开设有螺纹孔18，螺纹孔18与螺杆19的一端螺纹连接，螺杆19的另一端螺纹连接有第二螺栓25，水平压力传感器11位于第二螺栓25与空心螺杆24之间。水平压力传感器11各布置在左侧拉伸装置、右侧拉伸装置中，用于监测左、右剪切力。剪切框4左、右两面各有一个螺纹孔18，左侧拉伸组件8和右侧拉伸组件9中的螺杆19通过螺纹孔18与剪切框4进行连接。左侧拉伸组件8和右侧拉伸组件9放置于平板13上，平板13通过螺栓固定在带螺纹的螺杆19上，左侧拉伸组件8和右侧拉伸组件9竖向位置可通过调节螺栓和平板13的位置进行调整；螺杆19贴紧并穿过空心螺杆24，螺杆19两头设有螺纹、中间光滑，螺杆19通过设有的螺纹与剪切框4相连，螺栓通过螺杆19设有的螺纹可固定于螺杆19上；空心螺杆24布置于旋转电机22内，旋转电机22通过转子23转动控制内部空心螺杆24在水平方向上左右进行移动；水平压力传感器11布置于螺栓和空心螺杆24之间，水平压力传感器11用于监测空心螺杆24移动时与螺栓之间的水平压力。

水平位移传感器10的一端与剪切框4的侧壁抵接，水平位移传感器10的另一端与平板13固定连接。水平位移传感器10固定在平板13上，用于监测剪切框4的水平位移。

工作过程：

测定土与土工泡沫界面静动力接触特性的双向加载剪切试验方法，测定土与土工泡沫界面静力接触特性的剪切试验方法步骤如下：

I、通过调节第三螺栓26的位置调整左侧拉伸组件8和右侧拉伸组件9的竖向位置，并保证左侧拉伸组件8和右侧拉伸组件9位于同一高度；

II、将螺杆19旋转进入剪切框4的螺纹孔18中，固定剪切框4的位置；

III、将已知密度的土工泡沫装入剪切框4内，其中土工泡沫长、宽与剪切框4内部长、宽相同，土工泡沫高度大于剪切框4的高度；

IV、在底板5上表面抹油，以减少底板5和土工泡沫底部的摩擦，通过控制下伺服电动缸7调整底板5的位置，使得底板5紧贴土工泡沫底部；

V、在容器3底部抹油，以减少容器3和土工泡沫顶部的摩擦，通过调节第一螺栓16调整容器3的竖向位置，使得容器3下部紧贴土工泡沫顶部；

VI、将已知质量、密度和含水率的土样装入容器3内，并将顶盖2放置在土样上部，通过控制上伺服电动缸6对顶盖2进行施压到指定压力，通过控制下伺服电动缸7对底板5进行施压到相同的指定压力；

VII、将水平位移传感器10布置在指定位置，用于监测剪切框4的水平位移；

VIII、仅将水平压力传感器11布置在左侧拉伸组件8中的螺杆19上，通过调节第二螺栓25将水平压力传感器11轻轻夹在第二螺栓25和空心螺杆24之间；随后启动左侧拉伸组件8中的旋转电机22施加水平剪力，通过设置旋转电机22旋转速度设定水平向剪切速率，试验过程中，通过数据采集仪12记录水平位移传感器10和水平压力传感器11测得的水平剪切力和水平位移随时间的变化曲线；当实验剪切位移达到设定的最大剪切位移时，试验终止。

一种测定土与土工泡沫界面静动力接触特性的双向加载剪切试验方法，测定土与土工泡沫界面动力接触特性的剪切试验方法步骤如下：

I、通过调节第三螺栓26的位置调整左侧拉伸组件8和右侧拉伸组件的竖向位置，并保证左侧拉伸组件8和右侧拉伸组件位于同一高度；

II、将螺杆19旋转进入剪切框4的螺纹孔18中，固定剪切框4的位置；

III、将已知密度的土工泡沫装入剪切框4内，其中土工泡沫长、宽与剪切框4内部长、宽相同，土工泡沫高度大于剪切框4的高度；

IV、在底板5上表面抹油，以减少底板5和土工泡沫底部的摩擦，通过控制下伺服电动缸7调整底板5的位置，使得底板5紧贴土工泡沫底部；

V、在容器3底部抹油，以减少容器3和土工泡沫顶部的摩擦，通过调节第一螺栓16调整容器3的竖向位置，使得容器3下部紧贴土工泡沫顶部；

VI、将已知质量、密度和含水率的土样装入容器3内，并将顶盖2放置在土样上部，通过控制上伺服电动缸6对顶盖2进行施压到指定压力，通过控制下伺服电动缸7对底板5进行施压到相同的指定压力；

VII、将水平位移传感器10架在指定位置，用于监测剪切框4的水平位移；

VIII、将水平压力传感器11分别布置在左侧拉伸组件8和右侧拉伸组件中的螺杆19上，通过调节第二螺栓25将压力传感器轻轻夹在第二螺栓25和空心螺杆24之间；随后卸掉右侧拉伸组件中的第二螺栓25，并启动左侧拉伸组件8中的旋转电机22施加水平剪力，当剪切位移达到设定的最大剪切位移时，关闭左侧拉伸组件8中的旋转电机22，卸掉左侧拉伸组件8中的第二螺栓25，装上右侧拉伸组件中的第二螺栓25，打开右侧拉伸组件中的旋转电机22，再次达到设定的最大剪切位移时，关闭右侧拉伸组件中的旋转电机22，卸掉右侧拉伸组件中的第二螺栓25，装上左侧拉伸组件8中的第二螺栓25，启动左侧拉伸组件8中的旋转电机22，如此循环，并通过数据采集仪12记录水平位移传感器10和水平压力传感器11测得的水平剪切力和水平位移随时间的变化曲线；当试验达到设定的循环次数时，试验终止。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，而不是指示或暗示所指的装置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。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种测定界面接触特性的双向加载剪切试验方法，用于测定土与土工泡沫界面静力接触特性的剪切试验，其特征在于：用于测定土与土工泡沫界面静力接触特性的剪切试验的试验仪，所述试验仪包括反力架(1)，所述反力架(1)中部安装有剪切框(4)和容器(3)，所述容器(3)位于所述剪切框(4)正上方；所述容器(3)顶面内部可拆卸连接有顶盖(2)，所述顶盖(2)上方中部抵接有上伺服电动缸(6)，所述上伺服电动缸(6)远离所述顶盖(2)的一端与所述反力架(1)固定连接；所述剪切框(4)底部连接底板(5)，所述底板(5)下方固定有下伺服电动缸(7)，所述下伺服电动缸(7)远离所述剪切框(4)的一端与所述反力架(1)固定连接；所述剪切框(4)外部两侧对称布置有拉伸组件和水平位移传感器(10)，所述拉伸组件分为左侧拉伸组件(8)和右侧拉伸组件(9)；所述反力架(1)内部固定设置有数据采集仪(12)；

每组所述拉伸组件包括与所述剪切框(4)一侧壁固定连接的螺杆(19)，所述螺杆(19)的杆身上依次布置有旋转电机(22)、水平压力传感器(11)；所述水平压力传感器(11)和所述水平位移传感器(10)均与所述数据采集仪(12)电性连接；

所述容器(3)底部与所述剪切框顶部连通；所述容器(3)两侧壁通过第一螺栓(16)螺纹连接有第一螺杆(17)，所述第一螺杆(17)底部与所述反力架(1)内侧底部固定连接；

所述容器(3)内部为方形空腔，所述容器(3)内部填筑有土样，所述顶盖(2)与所述土样上表面紧密抵接；

所述顶盖(2)中部开设有第一凹槽(14)，所述第一凹槽(14)与所述上伺服电动缸(6)的活塞杆端部固定连接；所述顶盖(2)上部固定连接有用于方便拿取所述顶盖(2)的螺钉(15)；

所述剪切框(4)内部为方形空腔，所述剪切框(4)内部放置有土工泡沫板，所述土工泡沫板的顶部与所述土样下表面抵接，所述土工泡沫板的下表面与所述底板(5)抵接；

所述剪切框的底板(5)开设有第二凹槽(20)，所述第二凹槽(20)与所述下伺服电动缸(7)的活塞杆的端部固定连接；所述底板(5)两侧滑动连接有滑杆(21)，所述滑杆(21)与所述反力架(1)内侧底部固定连接；

所述旋转电机(22)下方固定设置有平板(13)，所述平板(13)两侧通过第三螺栓(26)螺纹连接有第二螺杆(27)，所述第二螺杆(27)底部与所述反力架(1)内侧底部固定连接；所述旋转电机(22)通过转子(23)转动控制内部空心螺杆(24)左右移动，所述螺杆(19)贯穿所述空心螺杆(24)并与所述空心螺杆(24)连接；所述剪切框的侧壁上开设有螺纹孔(18)，所述螺纹孔(18)与所述螺杆(19)的一端螺纹连接，所述螺杆(19)的另一端螺纹连接有第二螺栓(25)，所述水平压力传感器(11)位于所述第二螺栓(25)与所述空心螺杆(24)之间；

所述水平位移传感器(10)的一端与所述剪切框(4)的侧壁抵接，所述水平位移传感器(10)的另一端与所述平板(13)固定连接；

用所述试验仪测定土与土工泡沫界面静力接触特性的剪切试验方法步骤如下：

I、调节左侧拉伸组件(8)和右侧拉伸组件(9)位于同一高度；

II、固定剪切框(4)的位置；

III、将已知密度的土工泡沫装入剪切框(4)内；

IV、在底板(5)上表面抹油，控制下伺服电动缸(7)调整底板(5)的位置；

V、在容器(3)底部抹油，调节第一螺栓(16)调整容器(3)的竖向位置，使得容器(3)下部紧贴土工泡沫顶部；

VI、将已知质量、密度和含水率的土样装入容器(3)内，将顶盖(2)放置在土样上部，通过控制上伺服电动缸(6)对顶盖(2)进行施压到指定压力，通过控制下伺服电动缸(7)对底板(5)进行施压到相同的指定压力；

VII、将水平位移传感器(10)布置在指定位置，用于监测剪切框(4)的水平位移；

VIII、将水平压力传感器(11)布置在左侧拉伸组件(8)中的螺杆(19)上，通过调节第二螺栓(25)将水平压力传感器(11)夹在第二螺栓(25)和空心螺杆(24)之间；随后启动左侧拉伸组件(8)中的旋转电机(22)施加水平剪力，通过设置旋转电机(22)旋转速度设定水平向剪切速率，试验过程中，通过数据采集仪(12)记录水平位移传感器(10)和水平压力传感器(11)测得的水平剪切力和水平位移随时间的变化曲线；当实验剪切位移达到设定的最大剪切位移时，试验终止。

2.一种测定界面接触特性的双向加载剪切试验方法，用于测定土与土工泡沫界面动力接触特性的剪切试验，其特征在于：用于测定土与土工泡沫界面动力接触特性的剪切试验的试验仪，所述试验仪包括反力架(1)，所述反力架(1)中部安装有剪切框(4)和容器(3)，所述容器(3)位于所述剪切框(4)正上方；所述容器(3)顶面内部可拆卸连接有顶盖(2)，所述顶盖(2)上方中部抵接有上伺服电动缸(6)，所述上伺服电动缸(6)远离所述顶盖(2)的一端与所述反力架(1)固定连接；所述剪切框(4)底部连接底板(5)，所述底板(5)下方固定有下伺服电动缸(7)，所述下伺服电动缸(7)远离所述剪切框(4)的一端与所述反力架(1)固定连接；所述剪切框(4)外部两侧对称布置有拉伸组件和水平位移传感器(10)，所述拉伸组件分为左侧拉伸组件(8)和右侧拉伸组件(9)；所述反力架(1)内部固定设置有数据采集仪(12)；

每组所述拉伸组件包括与所述剪切框(4)一侧壁固定连接的螺杆(19)，所述螺杆(19)的杆身上依次布置有旋转电机(22)、水平压力传感器(11)；所述水平压力传感器(11)和所述水平位移传感器(10)均与所述数据采集仪(12)电性连接；

所述容器(3)底部与所述剪切框顶部连通；所述容器(3)两侧壁通过第一螺栓(16)螺纹连接有第一螺杆(17)，所述第一螺杆(17)底部与所述反力架(1)内侧底部固定连接；

所述容器(3)内部为方形空腔，所述容器(3)内部填筑有土样，所述顶盖(2)与所述土样上表面紧密抵接；

所述顶盖(2)中部开设有第一凹槽(14)，所述第一凹槽(14)与所述上伺服电动缸(6)的活塞杆端部固定连接；所述顶盖(2)上部固定连接有用于方便拿取所述顶盖(2)的螺钉(15)；

所述剪切框(4)内部为方形空腔，所述剪切框(4)内部放置有土工泡沫板，所述土工泡沫板的顶部与所述土样下表面抵接，所述土工泡沫板的下表面与所述底板(5)抵接；

所述剪切框的底板(5)开设有第二凹槽(20)，所述第二凹槽(20)与所述下伺服电动缸(7)的活塞杆的端部固定连接；所述底板(5)两侧滑动连接有滑杆(21)，所述滑杆(21)与所述反力架(1)内侧底部固定连接；

所述旋转电机(22)下方固定设置有平板(13)，所述平板(13)两侧通过第三螺栓(26)螺纹连接有第二螺杆(27)，所述第二螺杆(27)底部与所述反力架(1)内侧底部固定连接；所述旋转电机(22)通过转子(23)转动控制内部空心螺杆(24)左右移动，所述螺杆(19)贯穿所述空心螺杆(24)并与所述空心螺杆(24)连接；所述剪切框的侧壁上开设有螺纹孔(18)，所述螺纹孔(18)与所述螺杆(19)的一端螺纹连接，所述螺杆(19)的另一端螺纹连接有第二螺栓(25)，所述水平压力传感器(11)位于所述第二螺栓(25)与所述空心螺杆(24)之间；

所述水平位移传感器(10)的一端与所述剪切框(4)的侧壁抵接，所述水平位移传感器(10)的另一端与所述平板(13)固定连接；

用所述试验仪测定土与土工泡沫界面动力接触特性的剪切试验方法步骤如下：

I、调节左侧拉伸组件(8)和右侧拉伸组件(9)位于同一高度；

II、固定剪切框(4)的位置；

III、将已知密度的土工泡沫装入剪切框(4)内；

IV、在底板(5)上表面抹油，控制下伺服电动缸(7)调整底板(5)的位置；

V、在容器(3)底部抹油，调节第一螺栓(16)调整容器(3)的竖向位置，使得容器(3)下部紧贴土工泡沫顶部；

VI、将已知质量、密度和含水率的土样装入容器(3)内，并将顶盖(2)放置在土样上部，通过控制上伺服电动缸(6)对顶盖(2)进行施压到指定压力，通过控制下伺服电动缸(7)对底板(5)进行施压到相同的指定压力；

VII、将水平位移传感器(10)架在指定位置，用于监测剪切框(4)的水平位移；

VIII、将水平压力传感器(11)分别布置在左侧拉伸组件(8)和右侧拉伸组件(9)中的螺杆(19)上，通过调节第二螺栓(25)将水平压力传感器(11)夹在第二螺栓(25)和空心螺杆(24)之间；随后卸掉右侧拉伸组件(9)中的第二螺栓(25)，并启动左侧拉伸组件(8)中的旋转电机(22)施加水平剪力，当剪切位移达到设定的最大剪切位移时，关闭左侧拉伸组件(8)中的旋转电机(22)，卸掉左侧拉伸组件(8)中的第二螺栓(25)，装上右侧拉伸组件(9)中的第二螺栓(25)，打开右侧拉伸组件(9)中的旋转电机(22)，再次达到设定的最大剪切位移时，关闭右侧拉伸组件(9)中的旋转电机(22)，卸掉右侧拉伸组件(9)中的第二螺栓(25)，装上左侧拉伸组件(8)中的第二螺栓(25)，启动左侧拉伸组件(8)中的旋转电机(22)，如此循环，并通过数据采集仪(12)记录水平位移传感器(10)和水平压力传感器(11)测得的水平剪切力和水平位移随时间的变化曲线；当试验达到设定的循环次数时，试验终止。