CN204008332U - 一种适应不同尺寸试件的层间界面直接剪切实验装置 - Google Patents

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Inventor
关宏信
颜加俊
石苏意
汪淼
贾其军
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中国路桥工程有限责任公司
长沙理工大学
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Abstract

本实用新型提供了一种适应不同尺寸试件的层间界面直接剪切实验装置,包括:上剪切平台,设置有内凹的上容纳空腔;在所述上容纳空腔内设置有用于夹持所述试件上部的容积可调的上剪切盒;下剪切平台,设置有内凹的下容纳空腔;在所述下容纳空腔内设置有用于夹持所述试件下部的容积可调的下剪切盒;以及竖向液压传导装置,用于向所述上剪切平台内的所述上剪切盒的顶板施加纵向压力;和横向液压传导装置,用于对所述上剪切平台或所述下剪切平台施加一个横向的压力。本实用新型的上剪切盒和下剪切盒由于能够调整径向和纵向位置,因此可以随试件的外形大小进行调整,既提高了夹持试件的稳定性,又避免了再次切割试件。

Description

一种适应不同尺寸试件的层间界面直接剪切实验装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及路面工程,特别是涉及一种适应不同尺寸试件的层间界面直接剪切实验装置。
背景技术
[0002] 现有浙青路面结构层层间界面往往是非完全连续的,而依照规范所述的层间完全连续理论假设设计的浙青路面其抗剪强度往往是偏于安全的,不能真实反映出界面的实际结合状态。因此,获取路面实际结合性能参数就显得尤为重要。目前路面工程领域所用的直接剪切试验装置的固定试件的剪切盒都是固定结构,对于不符合剪切盒大小的试件只能二次切割后才能使用,这样会导致试件结构的破坏,降低了测试效果的准确性。
实用新型内容
[0003] 本实用新型的一个目的是要提供一种适应不同尺寸试件的层间界面直接剪切实验装置。
[0004] 本实用新型一个进一步的目的是要使得实验装置能够随试件的结构调整剪切盒的容纳空腔。
[0005] 特别地,本实用新型提供一种适应不同尺寸试件的层间界面直接剪切实验装置,包括:
[0006] 上剪切平台,设置有内凹的上容纳空腔;在所述上容纳空腔内设置有用于夹持所述试件上部的容积可调的上剪切盒;
[0007] 下剪切平台,设置有内凹的下容纳空腔;在所述下容纳空腔内设置有用于夹持所述试件下部的容积可调的下剪切盒;
[0008] 竖向液压传导装置,用于向所述上剪切平台内的所述上剪切盒的顶板施加纵向压力;和
[0009] 横向液压传导装置,用于对所述上剪切平台或所述下剪切平台施加一个横向的压力。
[0010] 进一步地,所述上剪切盒包括由四块独立的侧板围成的盒体,和位于所述侧板上方的顶板构成的盒盖,所述上剪切盒的开口与所述上容纳空腔的开口方向一致;所述侧板靠近所述上容纳空腔的一面垂直连接有穿过临近的所述上容纳空腔的侧壁并伸出所述上剪切平台外的上横向调节杆;所述顶板靠近所述上容纳空腔的底部的一面连接有穿过所述上容纳空腔的底部并伸出所述上剪切平台的上竖向调节杆;
[0011] 所述下剪切盒包括由四块独立的侧板围成的盒体,和位于所述侧板下方的底板构成的盒底,所述下剪切盒的开口与所述下容纳空腔的开口方向一致;所述侧板靠近所述下容纳空腔的一面垂直连接有穿过临近的所述下容纳空腔的侧壁并伸出所述下剪切平台外的下横向调节杆;所述底板靠近所述下容纳空腔的底部的一面连接有穿过所述下容纳空腔的底部并伸出所述下剪切平台的下竖向调节杆。
[0012] 进一步地,所述侧板包括:
[0013]伸缩板套,垂直地与所述横向调节杆的端头连接,且在所述伸缩板套上设置有纵向排列的螺孔;
[0014] 伸缩板,设置有纵向排列的螺孔;
[0015] 其中,所述伸缩板利用同时穿过所述伸缩板套和所述伸缩板上的螺孔的螺栓,固定在所述伸缩板套远离所述容纳空腔的侧壁的一面。
[0016] 进一步地,所述上剪切盒的上竖向调节杆外表面设置有外螺纹,其伸出所述上剪切平台外的一端拧有上调节螺母,所述上调节螺母通过调整所述上竖向调节杆位于所述上容纳空腔内的长度来调整所述顶板在所述上容纳空腔内的纵向高度。
[0017] 进一步地,所述下剪切盒的下竖向调节杆外表面设置有外螺纹,其位于所述下容纳空腔内的杆身上拧有下调节螺母,所述下调节螺母通过调整所述下竖向调节杆在所述下容纳空腔内的长度来调整所述底板在所述下容纳空腔内的纵向高度。
[0018] 进一步地,所述竖向液压传导装置包括竖向加载盘、竖向拉绳和竖向液压缸;所述竖向拉绳有两根且通过一端分别与所述竖向加载盘连接,所述竖向液压缸设置在所述竖向加载盘上且与所述上剪切盒的上竖向调节杆位置对应;在所述下剪切平台的所述下容纳空腔的开口的一面设置有分别固定所述竖向拉绳的固定孔。
[0019] 进一步地,所述横向液压传导装置包括水平加载盘、水平拉绳和水平液压缸;所述水平拉绳有两根且通过一端分别与所述水平加载盘固定,另一端分别固定在所述上剪切平台的一侧;所述水平液压缸的一端与所述水平加载盘连接,另一端与所述下剪切平台连接。
[0020] 进一步地,所述上剪切平台的四周表面向所述上剪切平台的顶部倾斜,使所述上横向调节杆的伸出位置位于倾斜的表面上。
[0021] 进一步地,所述上剪切平台带有所述上容纳空腔的开口的一面的面积小于所述下剪切平台带有所述下容纳空腔的开口的一面的面积;所述下剪切平台在所述下容纳空腔的开口的一面上设置有当所述上剪切平台带有所述上容纳空腔的开口的一面放置在所述下剪切平台带有所述下容纳空腔的开口的一面上时限制所述上剪切平台平行移动距离的限位块。
[0022] 进一步地,所述限位块上设置有供所述水平拉绳穿过的横向通道。
[0023] 进一步地,所述上剪切平台的所述上容纳空腔的形状与所述下剪切平台的所述下容纳空腔的形状一致。
[0024] 本实用新型的上剪切盒和下剪切盒由于能够调整径向和纵向位置,因此可以随试件的外形大小进行调整,既提高了夹持试件的稳定性,又避免了再次切割试件。
[0025] 进一步地,本实用新型的竖向液压传导装置和横向液压传导装置能够对被夹持的试件施加水平和垂直方向上的压力,为检测试件的剪切力提供支持。
[0026] 根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0027] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0028] 图1是根据本实用新型一个实施例的层间界面直接剪切实验装置的结构示意图;
[0029] 图2是根据本实用新型一个实施例的下剪切平台的俯视图;
[0030] 图3是根据本实用新型一个实施例的下剪切平台内的下剪切盒结构示意图;
[0031] 图4是根据本实用新型一个实施例中竖向液压传导装置的连接示意图;
[0032] 图5是根据本实用新型一个实施例中横向液压传导装置的连接示意图。
具体实施方式
[0033] 如图1所示,本实用新型的层间界面直接剪切实验装置,一般性地可以包括上剪切平台10、下剪切平台10 '、竖向液压引导装置90和横向液压引导装置90'。其中,该上剪切平台上10设置有内凹的上容纳空腔20。可以在上容纳空腔20内设置用于夹持试件上部的容积可调的上剪切盒50。该上剪切盒50可以包括由四块独立的侧板51围成的盒体和位于侧板51上方的顶板52构成的盒盖。该上剪切盒50的开口与上容纳空腔20的开口方向一致。侧板51靠近上容纳空腔20的一面垂直连接有穿过临近的上容纳空腔20的侧壁并伸出上剪切平台10外的上横向调节杆30。在顶板52靠近上容纳空腔20的底部的一面连接有穿过上容纳空腔20的底部并伸出上剪切平台10的上竖向调节杆40。
[0034] 在下剪切平台1(Γ上设置有内凹的下容纳空腔2(Γ,在下容纳空腔2(Γ内设置有用于夹持试件下部的容积可调的下剪切盒50 '。该下剪切盒50'可以包括由四块独立的侧板51丨围成的盒体和位于侧板51丨下方的底板52丨构成的盒底。该下剪切盒50丨的开口与下容纳空腔2(Γ的开口方向一致。在侧板51 ^靠近下容纳空腔2(Γ的一面垂直连接有穿过临近的下容纳空腔20 '的侧壁并伸出下剪切平台10 '外的下横向调节杆30 ;。在底板52 ^靠近下容纳空腔2(Γ的底部的一面连接有穿过下容纳空腔2(Γ的底部并伸出下剪切平台W的下竖向调节杆40'。
[0035] 该竖向液压传导装置90用于向上剪切平台10内的上剪切盒50的顶板51施加纵向压力。而横向液压传导装置90丨用于对上剪切平台10或下剪切平台10丨施加一个横向的压力。
[0036] 实验时,一个试件的测试需要分别承受垂直方向和水平方向的剪切力,在对试件进行水平剪切实验时,需要将试件的两端分别固定,所以需要采用可以相对活动的上剪切平台10和下剪切平台10 '结构。本实用新型使用的试件为通过切割方式获取的长方体。该试件可以由下剪切平台W的下容纳空腔20'的开口处放入下剪切盒50 '内,再将上剪切平台10带有上容纳空腔20的开口的一面扣在下剪切平台10丨带有下容纳空腔20丨的开口的一面上,使试件的上部进入上剪切平台10的上剪切盒50内。此时可以视试件的位置同时或分别调节上竖向调节杆40或下竖向调节杆40 ',以控制底板52'或顶板52上升和下降,使试件的上表面与顶板52接触,而下表面与底板52 '接触。然后再利用分别与上剪切盒50和下剪切盒50丨连接的上横向调节杆30和下横向调节杆30丨调整各侧板51,51 /的水平方向的位置,以使各侧板51、51 '贴紧试件的四周。本实用新型通过对侧板51、51^横向和竖真方向上的调整,最终使试件完全被上剪切盒50和下剪切盒5(Γ所固定,且处于最合适的承受垂直和水平剪切力的位置。
[0037] 试件完成固定后,即可利用竖向液压传导装置90对位于上剪切平台10内的上剪切盒50的顶板51施加由上至下的压力,顶板51可以将压力传递给下方的试件以实验试件承受竖向剪切力的能力。在进行水平剪切实验时,需要利用上剪切平台10和下剪切平台10'在水平方向相背移动时对试件所产生的水平剪切力。利用横向液压传导装置90 '仅对上剪切平台10或下剪切平台1(Γ施加一个水平推力。此时,不论上剪切平台10是受力部件还是下剪切平台10丨是受力部件,其在承受水平推力时,相对的另一方处于固定状态,两者仅在接触面处相对滑动。因此内部的试件在水平方向会承受由上剪切盒50和下剪切盒50'因受力方向不同而产生的水平剪切力。至此,完成对试件的水平和竖直方向上的剪切力实验。
[0038] 如图2、3所示,在本实用新型的一个实施例中,侧板51、51 ^可以包括伸缩板套53,53 ;和安装在伸缩板套内的伸缩板54、54 ^。该伸缩板套53、53 ^垂直地分别与上横向调节杆30和下横向调节杆3(Γ的端头连接,且在伸缩板套上53、53 ^设置有纵向排列的螺孔。该伸缩板54、54'上设置有与伸缩板套53、53 '上的螺孔位置对应排列的螺孔。伸缩板54、54'可以利用同时穿过伸缩板套53、53'和伸缩板54、54'上的螺孔的螺栓固定在伸缩板套53、53^远离上容纳空腔20和下容纳空腔2(Γ的侧壁的一面。伸缩板54、54'可以通过与伸缩板套53、53 '不同位置处的螺孔固定,以调整伸缩板54、54 '相对伸缩板套53、53'在纵向上的高度。通过上述结构,使侧板51、51 '不但可以实现水平方向的位置调整,还能够增加侧板51、51丨在竖直方向上的高度,更好的配合试件的外形。
[0039] 进一步地,可以在上剪切盒50的上竖向调节杆40外表面设置外螺纹,其伸出上剪切平台10外的一端拧有上调节螺母70。上调节螺母70通过调整上竖向调节杆40位于上容纳空腔20内的长度来调整顶板52在上容纳空腔20内的纵向高度。同样,在下剪切盒10'的下竖向调节杆40'外表面也可以设置外螺纹,其位于下容纳空腔20 '内的杆身上拧有下调节螺母70'。该下调节螺母70'通过调整下竖向调节杆40 '在下容纳空腔20'内的长度来调整底板52'在下容纳空腔20'内的纵向高度。上调节螺母40和下调节螺母40丨可以分别作为固定顶板52和底板52丨在上容纳空腔20和下容纳空腔20丨内位置的固定螺母。
[0040] 如图4、5所示,在本实用新型的一个实施例中,竖向液压传导装置90可以包括竖向加载盘92、竖向拉绳91和竖向液压缸93。该竖向拉绳91可以有两根且通过一端分别与竖向加载盘92连接。该竖向液压缸93设置在竖向加载盘92上且与上剪切盒50的上竖向调节杆40位置对应。在下剪切平台10'的下容纳空腔20'的开口的一面设置有分别固定竖向拉绳91的固定孔11。本实用新型中,该竖向加载盘92同时承受竖向液压缸93的推力和由竖向拉绳91传递的拉力。使用时,竖向加载盘92上的两根竖向拉绳91分别与下剪切平台W上的两个固定孔11连接,连接后的竖向加载盘92与下剪切平台1(Γ的连接面保持平行。竖向液压缸93可以与竖向加载盘92设置成一体,也可以独立设置,安装时保证竖向液压缸93的轴线与上剪切平台10的上竖向调节杆40的轴线重合即可。通过驱动竖向液压缸93的伸展,竖向液压缸93的两端可以同时对竖向加载盘92和上竖向调节杆40施加推力。竖向加载盘92承受的推力通过竖向拉绳91传递到下剪切平台10 '上,因此竖向加载盘92与下剪切平台10 '之间的距离可以保持不变。最终竖向液压缸93的推力完全作用到上竖向调节杆40上,进而通过与上竖向调节杆40连接的顶板52传递到试件上,实现对试件施加竖直剪切力的实验目的。在上竖向调节杆40承受推力前,需要先将上调节螺母70移动到不影响上竖向调节杆40在上剪切平台10内外自由移动的位置处。
[0041] 如图5所示,同样地,横向液压传导装置90 ’可以包括水平加载盘92 ’、水平拉绳91'和水平液压缸93'。该水平拉绳91'有两根且通过一端分别与水平加载盘92'固定,另一端分别固定在上剪切平台10的一侧。水平液压缸93 '的一端与水平加载盘92 '连接,另一端与下剪切平台10丨连接。横向液压传导装置90丨与竖向液压传导装置90的结构和工作原理基本相同,这里不在重复。两者的区别在于:承受水平液压缸93 '的推力的一方是水平加载盘92'而另一方是下剪切平台10 ';当水平液压缸93'伸展时,下剪切平台1(Γ承受推力后保持不动,而水平加载盘92'承受推力后会通过水平拉绳91 '拉动上剪切平台10水平移动,相错的上剪切平台10和下剪切平台10 ’之间会产生一个水平剪切力,该水平剪切力通过上剪切盒50和下剪切盒50丨体现在试件上,从而实现对试件施加水平剪切力的实验目的。可以理解,在其它的实施例中,该水平拉绳91 ^或竖向拉绳91还可以由拉杆来代替。
[0042] 特别地,上剪切平台10带有上容纳空腔20的开口的一面的面积可以小于下剪切平台W带有下容纳空腔2(Γ的开口的一面的面积。该下剪切平台1(Γ在下容纳空腔20丨的开口的一面上设置有当上剪切平台10带有上容纳空腔20的开口的一面放置在下剪切平台1(Γ带有下容纳空腔20'的开口的一面上时,限制上剪切平台10平行移动距离的限位块80。限位块80设置在下剪切平台10'安装横向液压传导装置90'的一侧,以限制横向液压传导装置90拉动上剪切平台10移动时的距离。可以理解的是,该限位块80还可以以相对的方式分别设置在下剪切平台10丨的两侧,以针对从不同方向上对上剪切平台10施加的水平剪切力。
[0043] 如图1所示,进一步地,可以在限位块80上设置供水平拉绳91 ’穿过的横向通道81。该横向通道81的轴线与水平拉绳91丨和上剪切平台10的固定点位于同一轴线上,通过横向通道81可以保持水平拉绳91对上剪切平台10拉力的水平。
[0044] 特别地,上剪切平台10的上容纳空腔20的形状与下剪切平台10丨的下容纳空腔20'的形状一致。通过形状一致可以使上剪切平台10扣在下剪切平台10 '上时,上容纳空腔20和下容纳空腔20丨能够大小对应,避免影响试件的调整。
[0045] 如图1、5所示,在本实用新型的一个实施例中,上剪切平台10的四周表面向上剪切平台10的顶部倾斜,使上横向调节杆30的伸出位置位于倾斜的表面上。通过这种梯形的结构,能够使上横向调节杆30缩短在上剪切平台10外的长度,避免与竖向液压引导装置90的竖向拉绳91的固定轨道重合。此外,缩短的上横向调节杆30也能够提高调节效率和精度。
[0046] 至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例,但是,在不脱离本实用新型精神和范围的情况下,仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此,本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种适应不同尺寸试件的层间界面直接剪切实验装置,其特征在于,包括: 上剪切平台,设置有内凹的上容纳空腔;在所述上容纳空腔内设置有用于夹持所述试件上部的容积可调的上剪切盒; 下剪切平台,设置有内凹的下容纳空腔;在所述下容纳空腔内设置有用于夹持所述试件下部的容积可调的下剪切盒; 竖向液压传导装置,用于向所述上剪切平台内的所述上剪切盒的顶板施加纵向压力;和 横向液压传导装置,用于对所述上剪切平台或所述下剪切平台施加一个横向的压力。
2.如权利要求1所述的层间界面直接剪切实验装置,其特征在于, 所述上剪切盒包括由四块独立的侧板围成的盒体,和位于所述侧板上方的顶板构成的盒盖,所述上剪切盒的开口与所述上容纳空腔的开口方向一致;所述侧板靠近所述上容纳空腔的一面垂直连接有穿过临近的所述上容纳空腔的侧壁并伸出所述上剪切平台外的上横向调节杆;所述顶板靠近所述上容纳空腔的底部的一面连接有穿过所述上容纳空腔的底部并伸出所述上剪切平台的上竖向调节杆; 所述下剪切盒包括由四块独立的侧板围成的盒体,和位于所述侧板下方的底板构成的盒底,所述下剪切盒的开口与所述下容纳空腔的开口方向一致;所述侧板靠近所述下容纳空腔的一面垂直连接有穿过临近的所述下容纳空腔的侧壁并伸出所述下剪切平台外的下横向调节杆;所述底板靠近所述下容纳空腔的底部的一面连接有穿过所述下容纳空腔的底部并伸出所述下剪切平台的下竖向调节杆。
3.如权利要求2所述的层间界面直接剪切实验装置,其特征在于, 所述侧板包括: 伸缩板套,垂直地与所述横向调节杆的端头连接,且在所述伸缩板套上设置有纵向排列的螺孔; 伸缩板,设置有纵向排列的螺孔; 其中,所述伸缩板利用同时穿过所述伸缩板套和所述伸缩板上的螺孔的螺栓,固定在所述伸缩板套远离所述容纳空腔的侧壁的一面。
4.如权利要求2所述的层间界面直接剪切实验装置,其特征在于,所述上剪切盒的上竖向调节杆外表面设置有外螺纹,其伸出所述上剪切平台外的一端拧有上调节螺母,所述上调节螺母通过调整所述上竖向调节杆位于所述上容纳空腔内的长度来调整所述顶板在所述上容纳空腔内的纵向高度。
5.如权利要求2所述的层间界面直接剪切实验装置,其特征在于,所述下剪切盒的下竖向调节杆外表面设置有外螺纹,其位于所述下容纳空腔内的杆身上拧有下调节螺母,所述下调节螺母通过调整所述下竖向调节杆在所述下容纳空腔内的长度来调整所述底板在所述下容纳空腔内的纵向高度。
6.如权利要求2-5任意一项所述的层间界面直接剪切实验装置,其特征在于,所述竖向液压传导装置包括竖向加载盘、竖向拉绳和竖向液压缸;所述竖向拉绳有两根且通过一端分别与所述竖向加载盘连接,所述竖向液压缸设置在所述竖向加载盘上且与所述上剪切盒的上竖向调节杆位置对应;在所述下剪切平台的所述下容纳空腔的开口的一面设置有分别固定所述竖向拉绳的固定孔。
7.如权利要求6所述的层间界面直接剪切实验装置,其特征在于,所述横向液压传导装置包括水平加载盘、水平拉绳和水平液压缸;所述水平拉绳有两根且通过一端分别与所述水平加载盘固定,另一端分别固定在所述上剪切平台的一侧;所述水平液压缸的一端与所述水平加载盘连接,另一端与所述下剪切平台连接。
8.如权利要求7所述的层间界面直接剪切实验装置,其特征在于,所述上剪切平台的四周表面向所述上剪切平台的顶部倾斜,使所述上横向调节杆的伸出位置位于倾斜的表面上。
9.如权利要求8所述的层间界面直接剪切实验装置,其特征在于,所述上剪切平台带有所述上容纳空腔的开口的一面的面积小于所述下剪切平台带有所述下容纳空腔的开口的一面的面积;所述下剪切平台在所述下容纳空腔的开口的一面上设置有当所述上剪切平台带有所述上容纳空腔的开口的一面放置在所述下剪切平台带有所述下容纳空腔的开口的一面上时限制所述上剪切平台平行移动距离的限位块。
10.如权利要求9所述的层间界面直接剪切实验装置,其特征在于,所述限位块上设置有供所述水平拉绳穿过的横向通道。
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