CN210166243U - 一种直接剪切试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直接剪切试验装置，涉及地基施工的技术领域，包括底架、设于底架上的剪切盒和盖设于剪切盒上的取土盖，所述取土盖内设有水平的压土盘，所述压土盘的上表面固定连接有穿出所述取土盖的压柱，所述底架上设有与所述压柱抵接的竖向千斤顶；所述底架上还设有与所述剪切盒一侧抵接的横向千斤顶。本实用新型具有方便向剪切盒中装填土样且安全高效的技术效果。

Description

一种直接剪切试验装置

技术领域

本实用新型涉及地基施工的技术领域，尤其是涉及一种直接剪切试验装置。

背景技术

岩石和砼材料的抗剪强度是岩土工程设计中的重要参数，直接剪切试验是测试材料抗剪强度的主要方法之一。传统的直接剪切试验装置都是采用推力式结构，其基本原理如下：剪切盒分为上、下两个半盒，试样装在剪切盒中，下剪切盒与机架固定在一起，上剪切盒处于自由状态。机架后部有一个刚性的反力座，水平千斤顶装在反力座上，千斤顶的活塞杆顶在上剪切盒上，当活塞杆伸出时，就推动了上剪切盒，从而向试样施加剪力。

专利申请号为CN97241414.2中国专利，提出了一种自平衡拉力式直接剪切试验装置，由垂直千斤顶、垫板、上剪切盒、下剪切盒、滚动体、机架、支承板、水平千斤顶、拉杆、横梁等构成，机架上固定有支承板，水平千斤顶安装在支承板的前面，其活塞杆伸出时顶在横梁上，横梁和下剪切盒的两侧都有销轴，销轴的中心与水平千斤顶的中心在同一水平面上，拉杆上有与销轴相配的孔，将拉杆套在销轴上，横梁与下剪切盒就联在一起，试样装在上剪切盒与下剪切盒之间，上剪切盒带有一个突出的圆弧面前缘，前缘顶在支承板的背面，其接触线与水平千斤顶的中心处在同一个水平面上。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：该自平衡拉力式直接剪切试验装置与目前市面上常用的直接剪切试验装置类似，在试验开始前向剪切盒中装填土样时，都需要借助尺寸与剪切盒内腔尺寸一致的圆环状环刀进行取土，然后将环刀放置在上剪切盒的盒口处，人手将环刀中的土样压入上剪切盒和下剪切盒的内腔中。但是利用环刀手动向剪切盒中压土通常需要耗费较大力气，且环刀的刀口锋利，容易划伤人手。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种方便向剪切盒中装填土样且安全高效的直接剪切试验装置。

本实用新型是通过以下技术方案得以实现的：

一种直接剪切试验装置，包括底架、设于底架上的剪切盒和盖设于剪切盒上的取土盖，所述取土盖内设有水平的压土盘，所述压土盘的上表面固定连接有穿出所述取土盖的压柱，所述底架上设有与所述压柱抵接的竖向千斤顶；所述底架上还设有与所述剪切盒一侧抵接的横向千斤顶。

通过采用上述技术方案，在试验开始之前，工作人员先将压土盘放入取土盖中，再将取土盖放入泥土中进行取样，使取土盖中充分装填土样，然后将取土盖放置在剪切盒的盒口处，使竖向千斤顶与压土盘的压柱正对。最后开动竖向千斤顶，使压土盘将土样压入剪切盒和取土盖之间并压紧土样，再开动横向千斤顶，使横向千斤顶挤压剪切盒直至剪切盒移动，通过将竖向千斤顶和横向千斤顶此时的挤压作用力代入换算公式中，即可得出土样的抗剪强度。此过程利用竖向千斤顶将土样从取土盖中压入取土盖与剪切盒之间，实现土样的自动装填，土样装填更加省力高效，而且安全性更高。

进一步设置为：所述取土盖与所述剪切盒抵接的底面上周向设有容纳槽，所述容纳槽内嵌合安装有取土环刀，所述取土环刀的外侧固定有与所述取土盖的底面抵接的凸条。

通过采用上述技术方案，与取土盖嵌合的取土环刀由于边缘锋利，可以更加容易地嵌入泥土中，从而方便将取土盖压入泥土中进行取样，取样更加方便。当取土盖取好样后可以将取土环刀从取土盖上取下，使取土盖可以稳定放置在剪切盒的盒口处，不妨碍将取土盖中的土样压入剪切盒中。

进一步设置为：所述压柱的顶部设有多边形嵌槽，所述竖向千斤顶的底端与所述多边形嵌槽契合并嵌合插入多边形嵌槽中。

通过采用上述技术方案，压柱的顶部通过多边形嵌槽与竖向千斤顶卡嵌抵接，使竖向千斤顶可以更加稳定地对压土盘施加竖向的压力，进而为压土盘下方的土样提供稳定的法向压力，测量过程更稳定、测量结果更加精准。

进一步设置为：所述取土盖的顶面上一体成型有若干个支撑腿，所述支撑腿的高度与所述压柱可伸出所述取土盖的最大长度相等。

通过采用上述技术方案，当用取土盖在泥土中进行取样时，可以先将取土盖压在泥土中取土，再将取土盖倒置，使若干个支腿撑地，向填充不平处手动填充泥土，可以减少取土盖装填土样时所存在的空隙，取土盖中装填的土样可以更加均匀、密实，提高测量精度。

进一步设置为：所述横向千斤顶与所述剪切盒的相互抵接处均设有磁吸块。

通过采用上述技术方案，当横向千斤顶将剪切盒推离至完全与取土盖错开时，剪切盒失去竖向的压力后将会在水平方向上存在运动惯性，此时横向千斤顶与剪切盒相互抵接处通过磁吸块进行吸附，可以降低剪切盒由于自身惯性飞出底架的可能性，从而提高试验安全性。

进一步设置为：所述压土盘包括渗水石和滤纸，所述滤纸贴合在所述渗水石远离所述压柱的底面上。

通过采用上述技术方案，由于土样在受到强压作用下将会有孔隙水渗出，压土盘由渗水石和滤纸构成，则土样中的孔隙水可以透过滤纸进入渗水石中，滤纸在渗水石表面滤去细微颗粒物，渗水石则对渗水进行吸收，降低土样中孔隙水对测量精度的影响。

进一步设置为：所述底架上设有供所述剪切盒滑移的滑轨，所述滑轨沿所述横向千斤顶的长度方向设置，所述剪切盒底部设有供所述滑轨嵌入的滑槽。

通过采用上述技术方案，剪切盒通过滑槽与滑轨的卡钳配合，可以降低剪切盒在受到横向千斤顶的水平推力作用下而开始移动时的阻力大小，降低测量过程中的阻力对测量精度的不利影响。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

（1）取代传统方式中手动将土样从环刀压入剪切盒中的方式，而采用竖向千斤顶将土样从取土盖中压入取土盖与剪切盒之间，实现土样的自动装填，土样装填更加省力高效，而且安全性更高；

（2）压柱的顶部通过多边形嵌槽与竖向千斤顶卡嵌抵接，使竖向千斤顶可以更加稳定地对压土盘施加竖向的压力，进而为压土盘下方的土样提供稳定的法向压力，测量过程更稳定、测量结果更加精准；

（3）横向千斤顶与所述剪切盒的相互抵接处均设有磁吸块，当横向千斤顶将剪切盒推离至完全与取土盖错开时，剪切盒失去竖向的压力后将会在水平方向上存在运动惯性，此时横向千斤顶与剪切盒相互抵接处通过磁吸块进行吸附，可以降低剪切盒由于自身惯性飞出底架的可能性，从而提高试验安全性。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中取土盖与取土环刀的卡嵌结构示意图。

附图标记：1、底架；2、剪切盒；3、取土盖；4、压土盘；5、压柱；6、竖向千斤顶；7、横向千斤顶；8、容纳槽；9、取土环刀；10、凸条；11、多边形嵌槽；12、支撑腿；13、磁吸块；14、渗水石；15、滤纸；16、滑轨；17、滑槽；18、水平放置台；19、支杆。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种直接剪切试验装置，包括底架1、剪切盒2和取土盖3，取土盖3和剪切盒2均设有尺寸相同的内腔，内腔用于装填土样。底架1由水平放置台18和四根分别固定在水平放置台18底面四端的支杆19构成，剪切盒2放置在水平放置台18上，取土盖3底面开口地且顶面封闭地盖合在剪切盒2上。取土盖3内放置有形状与取土盖3和剪切盒2内腔形状契合的压土盘4，压土盘4的顶面固定有压柱5，取土盖3的顶面上开设有供压柱5穿出的穿孔。水平放置台18上通过支架固定安装有竖直的竖向千斤顶6，竖向千斤顶6的活塞杆端与压柱5正对抵接。水平放置台18在剪切盒2的一侧固定安装有水平的横向千斤顶7，横向千斤顶7的活塞杆端与剪切盒2的一侧抵接。

在试验开始之前，向取土盖3中装填好土样，然后将取土盖3放置在剪切盒2的盒口处，开动竖向千斤顶6，通过压柱5压迫压土盘4从而将土样压入剪切盒2和取土盖3之间并压紧土样，再开动横向千斤顶7，使横向千斤顶7挤压剪切盒2直至剪切盒2移动，通过将竖向千斤顶6和横向千斤顶7此时的挤压作用力代入换算公式中，即可得出土样的抗剪强度。

参照图1和图2，为了方便向取土盖3中装填土样，取土盖3与剪切盒2抵接的底面上周向开设有容纳槽8，容纳槽8内嵌合安装有取土环刀9。取土环刀9的顶端嵌入容纳槽8中且取土环刀9的底端为尖锐刀锋，取土环刀9内侧形状及尺寸与取土盖3和剪切盒2的内形状及尺寸相同。为了方便将取土环刀9从取土盖3上取下，取土环刀9的中部外侧固定有与取土盖3的底面抵接的凸条10，凸条10突出于取土盖3的侧壁。取土环刀9由于边缘锋利，可以更加容易地嵌入泥土中，从而方便将取土盖3压入泥土中进行取样，取样更加方便。

土盖的顶面上一体成型有若干个支撑腿12，支撑腿12的高度与压柱5可伸出取土盖3的最大长度相等。用取土盖3在泥土中进行取样时，先将取土盖3压在泥土中取土，再将取土盖3倒置，使若干个支腿撑地，向填充不平处手动填充泥土，减少取土盖3装填土样时所存在的空隙，使土样更加均匀、密实。当取土盖3取好样后将取土环刀9从取土盖3上取下，使取土盖3可以稳定放置在剪切盒2的盒口处，不妨碍将取土盖3中的土样压入剪切盒2中。

参照图2，压柱5的顶部开设有多边形嵌槽11，竖向千斤顶6的底端与多边形嵌槽11契合并嵌合插入多边形嵌槽11中。横向千斤顶7与剪切盒2的相互抵接处均固定有磁吸块13。水平放置台18上固定安装有供剪切盒2滑移的滑轨16，滑轨16沿横向千斤顶7的长度方向设置，剪切盒2底部开设有供滑轨16嵌入的滑槽17。

压土盘4包括渗水石14和滤纸15，滤纸15贴合在渗水石14远离压柱5的底面上。由于土样在受到强压作用下将会有孔隙水渗出，压土盘4由渗水石14和滤纸15构成，则土样中的孔隙水可以透过滤纸15进入渗水石14中，滤纸15在渗水石14表面滤去细微颗粒物，渗水石14则对渗水进行吸收，降低土样中孔隙水对测量精度的影响。同时，为了减少孔隙水在剪切盒2中的积存，可在剪切盒2中也放置透水和吸水材料。

本实施例的实施原理及有益效果为：本实用新型取代传统方式中手动将土样从环刀压入剪切盒2中的方式，而采用竖向千斤顶6将土样从取土盖3中压入取土盖3与剪切盒2之间，实现土样的自动装填，土样装填更加省力高效，而且安全性更高。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种直接剪切试验装置，其特征在于：包括底架（1）、设于底架（1）上的剪切盒（2）和盖设于剪切盒（2）上的取土盖（3），所述取土盖（3）内设有水平的压土盘（4），所述压土盘（4）的上表面固定连接有穿出所述取土盖（3）的压柱（5），所述底架（1）上设有与所述压柱（5）抵接的竖向千斤顶（6）；所述底架（1）上还设有与所述剪切盒（2）一侧抵接的横向千斤顶（7）。

2.根据权利要求1所述的直接剪切试验装置，其特征在于：所述取土盖（3）与所述剪切盒（2）抵接的底面上周向设有容纳槽（8），所述容纳槽（8）内嵌合安装有取土环刀（9），所述取土环刀（9）的外侧固定有与所述取土盖（3）的底面抵接的凸条（10）。

3.根据权利要求2所述的直接剪切试验装置，其特征在于：所述压柱（5）的顶部设有多边形嵌槽（11），所述竖向千斤顶（6）的底端与所述多边形嵌槽（11）契合并嵌合插入多边形嵌槽（11）中。

4.根据权利要求3所述的直接剪切试验装置，其特征在于：所述取土盖（3）的顶面上一体成型有若干个支撑腿（12），所述支撑腿（12）的高度与所述压柱（5）可伸出所述取土盖（3）的最大长度相等。

5.根据权利要求4所述的直接剪切试验装置，其特征在于：所述横向千斤顶（7）与所述剪切盒（2）的相互抵接处均设有磁吸块（13）。

6.根据权利要求1所述的直接剪切试验装置，其特征在于：所述压土盘（4）包括渗水石（14）和滤纸（15），所述滤纸（15）贴合在所述渗水石（14）远离所述压柱（5）的底面上。

7.根据权利要求1所述的直接剪切试验装置，其特征在于：所述底架（1）上设有供所述剪切盒（2）滑移的滑轨（16），所述滑轨（16）沿所述横向千斤顶（7）的长度方向设置，所述剪切盒（2）底部设有供所述滑轨（16）嵌入的滑槽（17）。

Images