CN203758853U - 一种堆载拉力式现场大型直剪设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种堆载拉力式现场大型直剪设备，它由压盖板、承载板、堆载筐、锚杆拉力计、手拉葫芦以及位移表构成。在土中预埋剪切盒，并于盒内填土样碾压后开挖，在盒顶放置压盖板、承载板以及堆载筐，通过堆放砂袋施加法向荷载，水平拉剪力由锚杆拉力计拉动剪切盒产生，剪切盒水平位移通过位移表测量。该堆载拉力式现场大型直剪设备结构合理、简单，操作方便，由于采用在剪切盒内填土碾压，使得土样能够与剪切盒贴合紧密，能用于土体原位剪切试验。
Description
技术领域
本实用新型涉及土体抗剪强度参数测定。
背景技术
岩土体的抗剪强度指标在地基承载力、土边坡稳定性等评价为较重要的力学参数。目前测量岩土体抗剪强度较为普遍的方法为室内直剪试验、室内三轴试验以及原位直剪试验。考虑到室内试验由于试样尺寸较小，土体扰动、试验环境等影响，试验结果与土体实际抗剪强度出入较大。现场原位直剪试验因其试验条件更接近岩土体实际，在铁路、公路、水利、建筑等多个行业中得到广泛应用。
目前，现场大型直剪仪种类较少，大部分均采用边开挖边套入剪切盒的方式制样，然后在剪切盒与土样间隙内填入膨胀性快凝水泥浆，导致土样改变且间隙不一定填充完全。另外，现有剪应力施加方法大多数采用推力施加，施加过程中难免会产生偏心，影响实验准确性。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种堆载拉力式现场大型直剪设备，以在现场提供较为准确的土体抗剪强度参数。
为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种堆载拉力式现场大型直剪设备，其特征在于：包括堆载系统、连接及拉力施加设备和固定设备。
所述堆载系统包括堆载筐、承压板和剪切盒。所述剪切盒上下两端均敞口。所述剪切盒的下端与土面接触，剪切盒内部填充土样。所述承压板的下表面与剪切盒内填充的被测土样的上表面接触。所述堆载筐放置在所述承压板的上表面。
所述剪切盒的一侧安装钢管、另一侧安装所述连接及拉力施加设备。
所述钢管的下端插入土面，钢管的上端与堆载筐之间安装位移表。
所述连接及拉力施加设备包括反力板、锚杆拉力计、第一手拉葫芦、第二手拉葫芦、第三手拉葫芦和钢制连接环圈。所述反力板开有中心通孔，所述反力板一个板面面向剪切盒、另一个板面安装锚杆拉力计。所述锚杆拉力计的一端是拉杆、另一端为尾端。锚杆拉力计的拉杆穿过中心通孔。
所述锚杆拉力计的拉杆通过连接绳索与剪切盒连接。锚杆拉力计的尾端与第二手拉葫芦的一端连接，所述第二手拉葫芦的另一端连接在钢制连接环圈上。所述第一手拉葫芦一端与反力板连接，另一端连接在钢制连接环圈上。所述第三手拉葫芦一端与反力板连接，另一端连接在钢制连接环圈上。
所述连接及拉力施加设备位于堆载系统和固定设备之间。所述固定设备与钢制连接环圈连接。
进一步的，还包括压盖板，所述压盖板位于承压板与剪切盒内部填充土样之间。
进一步的，所述钢制连接环圈为月牙形。
进一步的，固定设备是推土机，所述推土机后端与钢制连接环圈连接。
本实用新型的技术效果是毋庸置疑的，该堆载拉力式现场大型直剪设备采用在剪切盒内直接填土，碾压开挖从而得到土样，避免传统边开挖边嵌套制样导致试样与剪切盒存在间隙。该设备采用拉力提供剪应力，可确保剪应力不偏心，保证试验安全。
附图说明
图1为一种堆载拉力式现场大型直剪设备的结构示意图；
图2为剪切盒平面构造示意图；
图3为反力板平面构造示意图；
图4为连接系统及拉力施加设备结构示意图；
图5为实施例2中摩擦角与粘聚力关系图。
图中：3-固定设备，101-钢管，102-位移表，103-堆载筐，104-压盖板，105-剪切盒，1051-角钢，106-承压板，107-固定导轨，201-连接绳索，202-反力板，2022-中心圆孔，203-锚杆拉力计，2041-第一手拉葫芦，2042-第二手拉葫芦，2043-第三手拉葫芦，205-钢制连接环圈，2051-凹槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。
实施例1：
一种堆载拉力式现场大型直剪设备，包括堆载系统、连接及拉力施加设备和固定设备3。
所述堆载系统包括堆载筐103、承压板106和剪切盒105。所述剪切盒105上下两端均敞口。所述剪切盒105的下端与土面接触，剪切盒105内部填充土样。所述承压板106的下表面与剪切盒105内填充的被测土样的上表面接触。所述堆载筐103放置在所述承压板106的上表面。
所述剪切盒105的一侧安装钢管101、另一侧安装所述连接及拉力施加设备2。
所述钢管101的下端插入土面，钢管101的上端与堆载筐103之间安装位移表102。堆载筐103中放置重物。位移表102测量堆载系统的位移。
所述连接及拉力施加设备包括反力板202、锚杆拉力计203、第一手拉葫芦2041、第二手拉葫芦2042、第三手拉葫芦2043和钢制连接环圈205。所述反力板202开有中心通孔2022，所述反力板202一个板面面向剪切盒105、另一个板面安装锚杆拉力计203。所述锚杆拉力计203的一端是拉杆、另一端为尾端。锚杆拉力计203的拉杆穿过中心通孔2022。锚杆拉力计203施加所需剪切力。
所述锚杆拉力计203的拉杆通过连接绳索201与剪切盒105连接。锚杆拉力计203的尾端与第二手拉葫芦2042的一端连接，所述第二手拉葫芦2042的另一端连接在钢制连接环圈205上。所述第一手拉葫芦2041一端与反力板202连接，另一端连接在钢制连接环圈205上。所述第三手拉葫芦2043一端与反力板202连接，另一端连接在钢制连接环圈205上。为保证剪切盒105完全充满土样，剪切盒105放置时应先用土样完全掩埋并压实，再清理多余土样。
所述连接及拉力施加设备位于堆载系统和固定设备3之间。所述固定设备3与钢制连接环圈205连接。
所述实施例中，还包括压盖板104，所述压盖板104位于承压板106与剪切盒105内部填充土样之间。
所述实施例中，所述钢制连接环圈205为月牙形。
所述实施例中，固定设备3是推土机，所述推土机后端与钢制连接环圈205连接。
实施例2:
根据实施例1中一种堆载拉力式现场大型直剪设备进行试验，获得试验数据如下：
根据摩尔库伦准则作图5、拟合如下图，算出内摩擦角为34.62°、粘聚力c为8.97kPa。
Claims (4)
1.一种堆载拉力式现场大型直剪设备，其特征在于：包括堆载系统、连接系统和拉力施加设备(3)；
所述堆载系统包括堆载筐(103)、承压板(106)和剪切盒(105)；所述剪切盒(105)上下两端均敞口；所述剪切盒(105)的下端与土面接触，剪切盒(105)内部填充土样；所述承压板(106)的下表面与剪切盒(105)内填充的被测土样的上表面接触；所述堆载筐(103)放置在所述承压板(106)的上表面；
所述剪切盒(105)的一侧安装钢管(101)、另一侧安装所述连接系统；
所述钢管(101)的下端插入土面，钢管(101)的上端与堆载筐(103)之间安装位移表(102)；
所述连接系统包括反力板(202)、锚杆拉力计(203)、第一手拉葫芦(2041)、第二手拉葫芦(2042)、第三手拉葫芦(2043)和钢制连接环圈(205)；
所述反力板(202)开有中心通孔(2022)，所述反力板(202)一个板面面向剪切盒(105)、另一个板面安装锚杆拉力计(203)；所述锚杆拉力计(203)的一端是拉杆、另一端为尾端；锚杆拉力计(203)的拉杆穿过中心通孔(2022)；
所述锚杆拉力计(203)的拉杆通过连接绳索(201)与剪切盒(105)连接；锚杆拉力计(203)的尾端与第二手拉葫芦(2042)的一端连接，所述第二手拉葫芦(2042)的另一端连接在钢制连接环圈(205)上；所述第一手拉葫芦(2041)一端与反力板(202)连接，另一端连接在钢制连接环圈(205)上；所述第三手拉葫芦(2043)一端与反力板(202)连接，另一端连接在钢制连接环圈(205)上；
所述连接系统位于堆载系统和拉力施加设备(3)之间；所述拉 力施加设备(3)与钢制连接环圈(205)连接。
2.根据权利要求1所述的一种堆载拉力式现场大型直剪设备，其特征在于：还包括压盖板(104)，所述压盖板(104)位于承压板(106)与剪切盒(105)内部填充土样之间。
3.根据权利要求1所述的一种堆载拉力式现场大型直剪设备，其特征在于：所述钢制连接环圈(205)为月牙形。
4.根据权利要求1所述的一种堆载拉力式现场大型直剪设备，其特征在于：拉力施加设备(3)是推土机，所述推土机后端与钢制连接环圈(205)连接。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109387439A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-26 | 吉林大学 | 一种粗粒土多尺度原位强度测试装置及测试方法 |
| CN109580389A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-05 | 安阳师范学院 | 纤维增强再生砖骨料混凝土剪切性能试验装置及方法 |
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| CN109387439B (zh) * | 2018-12-05 | 2024-05-28 | 吉林大学 | 一种粗粒土多尺度原位强度测试装置及测试方法 |
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