CN209961616U - 一种新型三轴剪切仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及冶金勘探应力路径试验中减载的三轴伸长试验的研究领域，公开了一种新型三轴剪切仪，包括由外壳、设置在外壳外的传力杆、顶端延伸至外壳外的拉杆、设置在外壳内的透水石、用于包裹试样的橡皮膜、含有透水石的承台构成的压力室，其中，传力杆下端与自外壳顶端伸出的拉杆的顶端连接，透水石设置在拉杆的底端，含有透水石的承台设置在外壳底部，传力杆与拉杆连接处设置有拉挂装置，拉杆与透水石之间设置有拉伸装置，拉挂装置由左固定板和右固定板组成，这样拆装或固定时，是从两侧拆左固定板、右固定板的，不存在需要移开任何部件，拆装方便。

Description

一种新型三轴剪切仪

技术领域

本实用新型涉及冶金勘探应力路径试验中减载的三轴伸长试验的研究领域，尤其涉及一种新型三轴剪切仪。

背景技术

土工试验是土力学研究的基本内容之一，对于土力学的理论和工程应用研究中具有无法代替的作用。一般的常规三轴试验是在各向等压固结后进行剪切的，而天然土层的初始应力一般处于各向不等的应力状态。一方面，土的应力应变特性具有非线性的特点；另一方面，土的应力应变和强度特性受应力水平、应力路径和应力历史的影响较大。初始应力的各向异性，导致破坏时所需的剪切力增量也不同。工程实践中存在着各种应力路径，而固结不排水剪切试验中的总应力强度指标均与应力路径有关，因此，为了正确测定土的实际强度指标，工程中应当考虑受荷后附加应力变化的特点，合理选取应力路径进行试验，以获取合理的强度参数。

目前虽然有一些全自动静一动三轴剪切仪，既能完成普通的静三轴剪切试验，还能可实现多种复杂应力路径静态剪切试验，但截止目前该类仪器成本仍较高，实际操作复杂，难以在土工试验中推广。因此，为了研究一些复杂应力路径条件下土体的实际强度与变形特性，寻找一种简易的、可行的、造价低廉的应力路径试验方法就有着重要的实际意义。

公告号为CN202133591U的实用新型专利中公开了一种应变控制式三轴剪切仪，该剪切仪基于常规三轴试验仪提出了新的改进思路，以实现一种简易的、可行的、造价低廉的三轴拉伸应力路径试验途径。但是该剪切仪中传力杆与拉杆的配合是通过由上连接板、下连接板加上竖直的螺杆组成的拉挂装置定位的，这样的上下固定的方式拆装不方便。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术拉挂装置拆装不方便的缺点，提供了一种新型的三轴剪切仪。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

一种新型三轴剪切仪，包括主要由外壳、设置在外壳外的传力杆、顶端延伸至外壳外的拉杆、设置在外壳内的透水石、用于包裹试样的橡皮膜、含有透水石的承台构成的压力室，其中，传力杆下端与自外壳顶端伸出的拉杆的顶端连接，透水石设置在拉杆的底端，含有透水石的承台设置在外壳底部，传力杆与拉杆连接处设置有拉挂装置，拉杆与透水石之间设置有拉伸装置，其特征在于：拉挂装置由四角开孔且镜像对称的左固定板、右固定板、连接左固定板和右固定板的四个螺杆构成，左固定板朝传力杆的一侧凹设有竖直的半圆柱槽，半圆柱槽的直径大于传力杆、拉杆的直径，右固定板与左固定板镜像对称，四个螺杆分别与左固定板和右固定板的四角的开孔配合将左固定板和右固定板固定，从而将传力杆和拉杆限位在半圆柱槽内。

采用上述方案，现有的上下连接板固定的方式，拆装或者固定时，都要把传力杆顶部的设备如电机移开，然后把上下连接板套上去再用螺杆固定，而本方案中换成左右固定板，这样拆装或固定时，是从两侧拆左固定板、右固定板的，不存在需要移开任何部件，拆装方便。

作为优选，左固定板上的半圆柱槽下端向拉杆一侧径向延伸设有弧形台，右固定板与左固定板镜像对称也设置有弧形台，在拉杆伸出外壳外的一段上径向凹设有环形槽，当左固定板和右固定板固定在一起时，弧形台可嵌入环形槽内。

采用上述方案，左固定板和右固定板之间对称设置的弧形台，能嵌入拉杆上的环形槽内，从而进一步实现了拉挂装置与拉杆之间的相对位置的固定。

作为优选，右固定板与左固定板均是由铁制成。

采用上述方案，铁板强度高，固定牢靠。

作为优选，拉伸装置是由有机玻璃制成的，其横截面呈凸台形，半径小的一端与透水石连接，半径大的一端内部为空心，并通过内螺纹与拉杆底端连接；且半径较大的一端连接有排水管，该排水管自所述外壳底部伸出，其末端设置有阀门。

采用上述方案，有机玻璃组成的拉伸装置能很好的实现试样被拉伸时的力的承受。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：通过拉挂装置和拉伸装置，实现轴向拉伸减载和试样轴向减载的应力状态，使得试验操作时既不影响试样形状也不影响试样的受拉状态，且造价低，操作简易，易于推广，拉挂装置由左固定板和右固定板组成，这样拆装或固定时，是从两侧拆左固定板、右固定板的，不存在需要移开任何部件，拆装方便。

附图说明

图1是本实用新型的三轴剪切依的结构示意图；

图2是本实用新型的压力室的左侧面视图；

图3是图2中的A-A剖视图；

图4是左固定块的结构示意图；

图5是拉伸装置的结构示意图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1、控制电机；2、压力室；3、轴向加压设备；4、控制柜；5、阀门；6、排水管；7、拉挂装置；8、左固定板；801、半圆柱槽；802、弧形台；803、开孔；81、右固定板；9、传力杆；10、螺杆；11、拉杆；1101、环形槽；12、拉伸装置；13、透水石；14、橡皮膜；15、压力室外壳；16、承台；17、试样。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

实施例1

一种新型三轴剪切仪，包括主要由外壳、设置在外壳外的传力杆9、顶端延伸至外壳外的拉杆11、设置在外壳内的透水石13、用于包裹试样17的橡皮膜14、含有透水石13的承台16构成的压力室2，其中，传力杆9下端与自外壳顶端伸出的拉杆11的顶端连接，透水石13设置在拉杆11的底端，含有透水石13的承台16设置在外壳底部，传力杆9与拉杆11连接处设置有拉挂装置7，拉杆11与透水石13之间设置有拉伸装置12

拉挂装置7由四角开孔803且镜像对称的左固定板8、右固定板81、连接左固定板8和右固定板81的四个螺杆10构成，四角开孔803是开在左固定板8、右固定板81的四个角上，开孔803贯穿左固定板8和右固定板81，左固定板8朝传力杆9的一侧凹设有竖直的半圆柱槽801，半圆柱槽801的直径大于传力杆9、拉杆11的直径，右固定板81与左固定板8镜像对称，四个螺杆10分别与左固定板8和右固定板81的四角的开孔803配合将左固定板8和右固定板81固定，从而将传力杆9和拉杆11限位在半圆柱槽801内。

现有的上下连接板固定的方式，拆装或者固定时，都要把传力杆9顶部的设备如电机移开，然后把上下连接板套上去再用螺杆10固定，而本方案中换成左右固定板81，这样拆装或固定时，是从两侧拆左固定板8、右固定板81的，不存在需要移开任何部件，拆装方便。

拉伸装置12是由有机玻璃制成的，其横截面呈凸台形，半径小的一端与透水石13连接，半径大的一端内部为空心，并通过内螺纹与拉杆11底端连接；且半径较大的一端连接有排水管6，该排水管6自所述外壳底部伸出，其末端设置有阀门5。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上进一步限定，右固定板81与左固定板8均是由铁制成。铁板强度高，固定牢靠。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上进一步限定，左固定板8上的半圆柱槽801下端向拉杆11一侧径向延伸设有弧形台802，右固定板81与左固定板8镜像对称也设置有弧形台802，在拉杆11伸出外壳外的一段上径向凹设有环形槽1101，当左固定板8和右固定板81固定在一起时，弧形台802可嵌入环形槽1101内。从而进一步实现了拉挂装置7与拉杆11之间的相对位置的固定。

本实用新型具有显著的技术效果：通过拉挂装置7和拉伸装置12，实现轴向拉伸减载和试样17轴向减载的应力状态，使得试验操作时既不影响试样17形状也不影响试样17的受拉状态，且造价低，操作简易，易于推广，拉挂装置7由左固定板8和右固定板81组成，这样拆装或固定时，是从两侧拆左固定板8、右固定板81的，不存在需要移开任何部件，拆装方便。

Claims (4)

1.一种新型三轴剪切仪，其特征在于：包括由外壳、设置在外壳外的传力杆(9)、顶端延伸至外壳外的拉杆(11)、设置在外壳内的透水石(13)、用于包裹试样(17)的橡皮膜(14)、含有透水石(13)的承台(16)构成的压力室(2)，其中，传力杆(9)下端与自外壳顶端伸出的拉杆(11)的顶端连接，透水石(13)设置在拉杆(11)的底端，含有透水石(13)的承台(16)设置在外壳底部，传力杆(9)与拉杆(11)连接处设置有拉挂装置(7)，拉杆(11)与透水石(13)之间设置有拉伸装置(12)，其特征在于：拉挂装置(7)由四角开孔(803)且镜像对称的左固定板(8)、右固定板(81)、连接左固定板(8)和右固定板(81)的四个螺杆(10)构成，左固定板(8)朝传力杆(9)的一侧凹设有竖直的半圆柱槽(801)，半圆柱槽(801)的直径大于传力杆(9)、拉杆(11)的直径，右固定板(81)与左固定板(8)镜像对称，四个螺杆(10)分别与左固定板(8)和右固定板(81)的四角的开孔(803)配合将左固定板(8)和右固定板(81)固定，从而将传力杆(9)和拉杆(11)限位在半圆柱槽(801)内。

2.根据权利要求1所述的新型三轴剪切仪，其特征在于：左固定板(8)上的半圆柱槽(801)下端向拉杆(11)一侧径向延伸设有弧形台(802)，右固定板(81)与左固定板(8)镜像对称也设置有弧形台(802)，在拉杆(11)伸出外壳外的一段上径向凹设有环形槽(1101)，当左固定板(8)和右固定板(81)固定在一起时，弧形台(802)可嵌入环形槽(1101)内。

3.根据权利要求1所述的新型三轴剪切仪，其特征在于：右固定板(81)与左固定板(8)均是由铁制成。

4.根据权利要求1所述的新型三轴剪切仪，其特征在于：拉伸装置(12)是由有机玻璃制成的，其横截面呈凸台形，半径小的一端与透水石(13)连接，半径大的一端内部为空心，并通过内螺纹与拉杆(11)底端连接；且半径大的一端连接有排水管(6)，该排水管(6)自所述外壳底部伸出，其末端设置有阀门(5)。

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