CN213714959U - 岩样剪切载荷测试机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了岩样剪切载荷测试机，属于地质试验技术领域。它解决了现有的测试机在试验过程中，测力环在受到剪切力时，测力环会发生移位，导致测量数据产生偏差，影响数据测量的准确性等问题。本实用新型的水平测力检测装置包括测力环和检测座，测力环朝向剪切盒的一端固定设有一第一受力杆，第一受力杆沿剪切方向滑动设置在检测座上，且第一受力杆的一端与剪切盒相抵，测力环远离剪切盒的一端还设有一第二受力杆，第一受力杆与第二受力杆同轴设置，且第二受力杆的一端与测力环相抵。本实用新型的优点在于测力环的受力端分别通过第一受力杆和第二受力杆同轴心设置在检测座上从而使百分表显示对应的剪切力的数值更加稳定性，精度更高。

Description

岩样剪切载荷测试机

技术领域

本实用新型属于地质试验技术领域，涉及岩样剪切载荷测试机。

背景技术

工程地质勘探中需要进行剪切试验来测定土壤抗剪强度，剪切试验的原理是根据库伦定律，土的内摩擦力与剪切面上的法向压力成正比，在不同的法向压力下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力，得其剪坏时剪应力，即为抗剪强度，以此可以估算地基承载力，评价地基稳定性等。

探钻机取出的土样，切割成相应长度后，将土样置于剪切测试机的上下金属盒之间，通过传压板和滚珠对土样施以一定的垂直压力，然后对下盒施加水平推力，使试样沿上下盒水平接触面发生剪切位移直至破坏。

现有的剪切测试机在测量水平剪力时，都是通过将土样放入剪切盒内，剪切盒连接有一测力环，通过施加水平剪切力使测力环发生形变，通过测力环的形变量来计算剪切力的大小，但是测力环在受到剪切力的过程中，测力环会发生移位，导致测量数据产生偏差，影响数据测量的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的直剪仪存在的上述问题，而提出了一种提高水平剪切装置稳定性和精度的直剪仪。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

岩样剪切载荷测试机，包括机箱以及设置在机箱上的剪切盒、垂直施力装置、水平施力装置和水平测力装置，所述的垂直施力装置设置在剪切盒的上方，对放置在剪切盒内的土样施以垂直压力，所述的水平施力装置和水平测力装置分设在剪切盒的两侧，对放置在剪切盒内的土样施以水平剪切力并能同步检测显示土样的水平剪切力，其特征在于，所述的水平测力检测装置包括测力环和检测座，检测座固定设置在机箱上，测力环朝向剪切盒的一端固定设有一第一受力杆，所述的第一受力杆沿剪切方向滑动设置在检测座上，且第一受力杆的一端与剪切盒相抵，所述的测力环远离剪切盒的一端还设有一第二受力杆，第一受力杆与第二受力杆同轴设置，且第二受力杆的一端与测力环相抵。

在上述的岩样剪切载荷测试机中，所述的剪切盒包括上盒、下盒，土样设置在剪切盒内时，土样沿其轴向分成上下等分的两部分能分别与上盒、下盒相对应。

在上述的岩样剪切载荷测试机中，所述的上盒朝向测力环的一端固定设有一受力部，该受力部呈“T”字型，受力部的一端与上盒固连，另一端与上述第一受力杆相抵。

在上述的岩样剪切载荷测试机中，所述的水平测力检测装置还包括左固定座和右固定座，左固定座和右固定座沿剪切方向分别固定设置在测力环的左右两端，左固定座和右固定座内均设有一固定卡槽，所述测力环固定卡设在各对应固定卡槽内，所述的第一受力杆靠近测力环的一端与左固定座固连，第二受力杆靠近测力环的一端与右固定座相抵。

在上述的岩样剪切载荷测试机中，所述的第一受力杆与受力部相抵的一端面为圆弧面，第二受力杆与右固定座相抵的一端面为圆弧面。

在上述的岩样剪切载荷测试机中，所述的检测座靠近受力部的一端固定设有一滑动座，第一受力杆滑动设置在该滑动座内，所述检测座的另一端固定设有一调节座，调节座的内腔中固定设有一调节套，上述第二受力杆与该调节套螺纹连接，第二受力杆远离测力环的一端固定设有一调节手柄。

在上述的岩样剪切载荷测试机中，所述测力环的内腔中设有一百分表，百分表通过一连接杆与右固定座固连，百分表的测量头抵靠在上述左固定座上。

在上述的岩样剪切载荷测试机中，所述的第一受力杆上设有一挡圈，该挡圈的外径尺寸大于第一受力杆的外径尺寸，所述的挡圈朝向受力部的一侧面与第一受力杆的圆弧面相邻。挡圈的作用是防止第一受力杆从左固定座中脱离。

在上述的岩样剪切载荷测试机中，所述的水平施力装置包括驱动电机、传动箱，传动箱内设有蜗轮和蜗杆，蜗杆朝向剪切盒的一端设有一推块，蜗杆该推块转动连接，驱动电机固定设置在机箱上用于驱动蜗轮转动，以使蜗杆沿剪切方向向剪切盒一侧移动对下盒施加水平推力，使剪切盒内的土样沿上下盒水平接触面发生剪切位移直至破坏。

在上述的岩样剪切载荷测试机中，所述的传动箱上还设有一手轮，该手轮转动设置在传动箱上并与上述蜗轮固连。

与现有技术相比，本实用新型的测力环的受力一端通过第一受力杆通过滑动座滑动设置在检测座上，且测力环的另一受力端通过第二受力杆与第一受力杆同轴心设置在检测座上，测力环受剪切力产生形变，从而使测力环内的百分表显示对应的剪切力的数值更加稳定性，精度更高；通过驱动电机能自动对下盒施加水平推力，在野外作业缺少电源的情况下，可通过手轮手动对下盒施加水平推力。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图2是本实用新型的总体结构的俯视图；

图3是本实用新型的水平测力装置的结构示意图。

图中，1、机箱；2、测力环；3、检测座；4、第一受力杆；5、第二受力杆；6、剪切盒；7、上盒；8、下盒；9、受力部；10、左固定座；11、右固定座；12、固定卡槽；13、百分表；14、滑动座；15、调节座；16、调节手柄；17、挡圈；18、驱动电机； 19、传动箱；20、推块；21、手轮；22、插销；23、连接杆。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本实用新型所述的岩样剪切载荷测试机，包括机箱1以及设置在机箱1上的剪切盒6、垂直施力装置、水平施力装置和水平测力装置，所述的垂直施力装置设置在剪切盒 6的上方，对放置在剪切盒6内的土样施以垂直压力，所述的水平施力装置和水平测力装置分设在剪切盒6的两侧，对放置在剪切盒6内的土样施以水平剪切力并能同步检测显示土样的水平剪切力。

如图3所示，水平测力检测装置包括测力环2和检测座3，检测座3固定设置在机箱1上，测力环2朝向剪切盒6的一端固定设有一第一受力杆4，所述的第一受力杆4沿剪切方向滑动设置在检测座3上，且第一受力杆4的一端与剪切盒6相抵，所述的测力环2远离剪切盒6的一端还设有一第二受力杆5，第一受力杆4与第二受力杆5同轴设置，且第二受力杆5的一端与测力环2相抵。

剪切盒6包括上盒7、下盒8，土样设置在剪切盒6内时，土样沿其轴向分成上下等分的两部分能分别与上盒7、下盒8相对应，所述的上盒7朝向测力环2的一端固定设有一受力部9，该受力部9呈“T”字型，受力部9的一端与上盒7固连，另一端与上述第一受力杆4相抵。

水平测力检测装置还包括左固定座10和右固定座11，左固定座10和右固定座11沿剪切方向分别固定设置在测力环2的左右两端，左固定座10和右固定座11内均设有一固定卡槽12，所述测力环2固定卡设在各对应固定卡槽12内，所述的第一受力杆 4靠近测力环2的一端与左固定座10固连，第二受力杆5靠近测力环2的一端与右固定座11相抵，所述测力环2的内腔中设有一百分表13，百分表13通过一连接杆23与右固定座11固连，百分表13的测量头抵靠在上述左固定座10上。

第一受力杆4与受力部9相抵的一端面为圆弧面，第二受力杆5与右固定座11相抵的一端面为圆弧面，所述的检测座3靠近受力部9的一端固定设有一滑动座14，第一受力杆4滑动设置在该滑动座14内，所述检测座3的另一端固定设有一调节座15，调节座15的内腔中固定设有一调节套，上述第二受力杆5与该调节套螺纹连接，第二受力杆5远离测力环2的一端固定设有一调节手柄16，所述的第一受力杆4上设有一挡圈17，该挡圈17的外径尺寸大于第一受力杆4的外径尺寸，所述的挡圈17朝向受力部9的一侧面与第一受力杆4的圆弧面相邻。挡圈17的作用是防止第一受力杆4从左固定座10中脱离。

水平施力装置包括驱动电机18、传动箱19，传动箱19内设有蜗轮和蜗杆，蜗杆朝向剪切盒6的一端设有一推块20，蜗杆该推块20转动连接，驱动电机18固定设置在机箱1上用于驱动蜗轮转动，以使蜗杆沿剪切方向向剪切盒6一侧移动对下盒8施加水平推力，使剪切盒6内的土样沿上下盒8水平接触面发生剪切位移直至破坏，所述的传动箱19上还设有一手轮21，该手轮21 转动设置在传动箱19上并与上述蜗轮固连。

本实用新型的工作原理如下所示：

将土样放入剪切盒6中，对准上盒7和下盒8，将插销22拆入上盒7与下盒8内，使上盒7与下盒8水平方向相对固定，放入砝码施加垂直压力使土样固结；土样固结后，转动调节手柄16，使第二受力杆5沿调节座15前后移动，使第一受力杆4刚好与受力部9相抵，且百分表13的指针显示数值为零，取下插销22，驱动电机18驱动推块20向前平移抵触下盒8，从而推动下盒8 继续向前移动与上盒7分离，受力部9与第一受力杆4相抵，使测力环2受剪切力的作用而产生形变，通过百分表13记录测力环 2的形变量，从而得到剪切力的大小。

应该理解，在本实用新型的权利要求书、说明书中，所有“包括……”均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有……”，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含……”。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.岩样剪切载荷测试机，包括机箱(1)以及设置在机箱(1)上的剪切盒(6)、垂直施力装置、水平施力装置和水平测力装置，所述的垂直施力装置设置在剪切盒(6)的上方，对放置在剪切盒(6)内的土样施以垂直压力，所述的水平施力装置和水平测力装置分设在剪切盒(6)的两侧，对放置在剪切盒(6)内的土样施以水平剪切力并能同步检测显示土样的水平剪切力，其特征在于，所述的水平测力检测装置包括测力环(2)和检测座(3)，检测座(3)固定设置在机箱(1)上，测力环(2)朝向剪切盒(6)的一端固定设有一第一受力杆(4)，所述的第一受力杆(4)沿剪切方向滑动设置在检测座(3)上，且第一受力杆(4)的一端与剪切盒(6)相抵，所述的测力环(2)远离剪切盒(6)的一端还设有一第二受力杆(5)，第一受力杆(4)与第二受力杆(5)同轴设置，且第二受力杆(5)的一端与测力环(2)相抵。

2.根据权利要求1所述的岩样剪切载荷测试机，其特征在于，所述的剪切盒(6)包括上盒(7)、下盒(8)，土样设置在剪切盒(6)内时，土样沿其轴向分成上下等分的两部分能分别与上盒(7)、下盒(8)相对应。

3.根据权利要求2所述的岩样剪切载荷测试机，其特征在于，所述的上盒(7)朝向测力环(2)的一端固定设有一受力部(9)，该受力部(9)呈“T”字型，受力部(9)的一端与上盒(7)固连，另一端与上述第一受力杆(4)相抵。

4.根据权利要求3所述的岩样剪切载荷测试机，其特征在于，所述的水平测力检测装置还包括左固定座(10)和右固定座(11)，左固定座(10)和右固定座(11)沿剪切方向分别固定设置在测力环(2)的左右两端，左固定座(10)和右固定座(11)内均设有一固定卡槽(12)，所述测力环(2)固定卡设在各对应固定卡槽(12)内，所述的第一受力杆(4)靠近测力环(2)的一端与左固定座(10)固连，第二受力杆(5)靠近测力环(2)的一端与右固定座(11)相抵。

5.根据权利要求4所述的岩样剪切载荷测试机，其特征在于，所述的第一受力杆(4)与受力部(9)相抵的一端面为圆弧面，第二受力杆(5)与右固定座(11)相抵的一端面为圆弧面。

6.根据权利要求3所述的岩样剪切载荷测试机，其特征在于，所述的检测座(3)靠近受力部(9)的一端固定设有一滑动座(14)，第一受力杆(4)滑动设置在该滑动座(14)内，所述检测座(3)的另一端固定设有一调节座(15)，调节座(15)的内腔中固定设有一调节套，上述第二受力杆(5)与该调节套螺纹连接，第二受力杆(5)远离测力环(2)的一端固定设有一调节手柄(16)。

7.根据权利要求4所述的岩样剪切载荷测试机，其特征在于，所述测力环(2)的内腔中设有一百分表(13)，百分表(13)通过一连接杆(23)与右固定座(11)固连，百分表(13)的测量头抵靠在上述左固定座(10)上。

8.根据权利要求4所述的岩样剪切载荷测试机，其特征在于，所述的第一受力杆(4)上设有一挡圈(17)，该挡圈(17)的外径尺寸大于第一受力杆(4)的外径尺寸，所述的挡圈(17)朝向受力部(9)的一侧面与第一受力杆(4)的圆弧面相邻。

9.根据权利要求1所述的岩样剪切载荷测试机，其特征在于，所述的水平施力装置包括驱动电机(18)、传动箱(19)，传动箱(19)内设有蜗轮和蜗杆，蜗杆朝向剪切盒(6)的一端设有一推块(20)，蜗杆该推块(20)转动连接，驱动电机(18)固定设置在机箱(1)上用于驱动蜗轮转动，以使蜗杆沿剪切方向向剪切盒(6)一侧移动对下盒(8)施加水平推力，使剪切盒(6)内的土样沿上下盒(8)水平接触面发生剪切位移直至破坏。

10.根据权利要求9所述的岩样剪切载荷测试机，其特征在于，所述的传动箱(19)上还设有一手轮(21)，该手轮(21)转动设置在传动箱(19)上并与上述蜗轮固连。

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