[實用新型]細觀結構直接剪切儀

無效

• 申請號: 200820156414.3
• 申請日: 2008-12-02
• 公開（公告）號: CN201327472Y
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 劉文白;張輝;曹亮;周健;史旦達
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N3/00;G01N15/00
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳學雯

技術領域：

本實用新型涉及的是一種土體受到法向力和剪切力作用時對土體的細觀結構進行觀測的試驗儀器，尤其是對砂土細觀結構進行觀測的細觀結構直接剪切儀。

背景技術：

目前國內外采用的直接剪切儀是測定土的抗剪強度的一種常規方法，直接剪切儀的剪切試驗，通常采用4個土樣為一組，每個土樣分別在不同的垂直壓力σ下，施加水平剪應力進行剪切，目的是為了求得剪切破壞時的剪應力τ，然后根據庫侖定律確定土的抗剪強度參數內摩擦角和內聚力c。直剪試驗分為快剪(Q)、固結快剪(CQ)和慢剪(S)三種試驗方法。直接剪切儀的試驗對試驗土樣是封閉的，在試驗過程中僅能測量到土樣的受力和變形，不能觀測到土樣內部的土體細觀結構的變化，從而為研究土體受到剪切作用時的細觀結構的力學特性不能夠達到較好的效果。

實用新型內容：

本實用新型目的在于，填補現有土工實驗儀器的直接剪切儀不能觀測土體細觀結構的空白，基于直接剪切試驗、土體受到法向力和剪切力作用時對土體的細觀結構進行觀測的試驗儀器，而提供一種能夠直觀的觀測土體內部的細觀結構變化，研究土體受到剪切作用時，土體細觀結構力學特性的有效地試驗儀器即細觀結構直接剪切儀。

為了實現本實用新型的目的，本實用新型采用了以下的技術方案是：細觀結構直接剪切儀，包括剪切盒、測力器和底座；所述剪切盒設有固定上盒和活動下盒，本實用新型是建立在室內土工試驗的直接剪切實驗基礎上，依托直剪試驗的工作原理，采用了半圓狀的剪切盒的活動下盒、固定上盒和透水石；受剪切土樣為半圓狀圓柱體，安裝入剪切盒內；剪切盒的半圓體的弧形側面由環形、剛性的金屬制作，對土樣起水平約束作用；剪切盒的半圓體的直邊側面由平板狀透明物體制作，對土樣起水平約束作用。

其中，所述剪切盒直邊側面的平板狀透明物體構成細觀結構觀測面，可以通過平板狀透明物體觀測到土體的剖面圖象；平板狀透明物體具有足夠的剛度，確保剪切過程的平板狀透明物體不會彎曲變形，影響對土樣的側限。細觀結構觀測直接剪切儀適合體視顯微鏡的安置與觀測，而且適合體視顯微鏡觀測用燈光的照明。

所述直接剪切儀的觀測面通過上述的平板狀透明物體進行觀察，平板狀透明物體具有足夠的強度，確保剪切過程的平板狀透明物體不會破裂，導致土樣的破壞；該觀測面即平板狀透明物體表面上涂薄層潤滑劑，減小土樣與平板狀透明物體的摩擦；觀測面可以為：高20mm，寬618mm。

根據上述所述的細觀結構直接剪切儀，其中，上述平板狀透明物體與剪切盒的活動下盒牢固粘結，并且隨剪切盒的活動下盒移動。

按順序安裝直接剪切儀進行直接剪切試驗，活動下盒-下透水石-土樣-固定上盒-上透水石-加壓板-百分表-量力環；對土樣施加法向力，觀測百分表讀數，通過半圓體直邊側面的平板狀透明物，觀測土體側表面的細觀結構變化；施加水平剪切力，觀測量力環讀數，通過半圓體直邊側面由平板狀透明物，觀測土體側表面的細觀結構變化；得出各級法向力和相應水平剪切力作用下的土體側表面的細觀結構變化。

本實用新型的有益效果是實現了在施加法向力和剪切力的過程中，不僅能夠測試土樣的受力和變形，而且能夠直觀的觀測到土體內部的細觀結構變化。本實用新型具有試驗簡便、試驗結果直觀，可以進行土樣的全剖面觀測、也可以進行土樣的局部部位細觀結構觀測的特點。

附圖說明：

以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本實用新型。

圖1為本實用新型的剪切盒的結構示意圖。

圖2為圖1的左視圖。

圖3為圖1的俯視圖。

具體實施方式：

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。