[發明專利]組裝式變尺寸直剪壓縮儀

有效

• 申請號: 201110412228.8
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN102435510A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 符文熹;鄭星
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 楊冬;孫恩源

技術領域

本發明涉及一種試驗裝置，主要用于進行室內或野外巖土體直剪壓縮試驗。

背景技術

在巖土工程領域，通過試驗獲取目標工程區域內巖土體的力學參數指標常常是必不可少的途徑。目前主要通過室內試驗得出巖土體的強度指標。室內試驗包括大、小三軸試驗，直剪試驗，壓縮試驗等。室內直剪試驗包括標準環刀直剪與大尺寸的方盒直剪。這些試驗都是在固定試樣尺寸下對試樣進行剪切或壓縮，不能實現試樣尺寸上的變化。

目前，還比較缺乏可在野外進行直剪試驗的儀器設備，比如利用杠桿原理的野外原位直剪儀，垂向壓力用砝碼施加，水平推力用人力施加，所能提供的反力都較小，尤其缺乏具備對土體試樣進行變尺寸組合剪切及壓縮的功能，并且還能進行軟巖的剪切與巖石的壓縮試驗的儀器設備。

為了能研究同一巖土體試樣在尺寸變化時的抗剪強度關系，以及實現土體、軟巖剪切與硬巖壓縮試驗的綜合，能研究土體力學特性的尺寸效應變化規律并能在野外開展試驗，急待開發出一套功能較全、適用范圍較廣的剪切壓縮儀，要求該儀器具有施加反力較大、體積較小、重量較輕，試驗的放樣裝置具有尺寸可變性，可以方便地拆卸組裝的特點，從而便于攜帶至野外進行不同尺寸(包括不同高徑比和不同高寬比)巖土試樣的剪切試驗。

發明內容

為了克服現有直剪儀只適用于固定尺寸試樣的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種組裝式變尺寸直剪壓縮儀，該儀器可進行土樣與軟巖的直剪試驗與壓縮試驗，以及巖石節理的直剪試驗。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：組裝式變尺寸直剪壓縮儀，包括反力架、試樣盒和與反力架連接并設置在反力架與試樣盒之間的水平加載裝置、垂直加載裝置，所述剪切盒包括上剪切盒、下剪切盒和設置在上剪切盒和下剪切盒之間的滾動支撐，所述上剪切盒、下剪切盒均采用組裝式變尺寸試樣盒套件，所述組裝式變尺寸試樣盒套件由至少兩套可相互層疊連接的試樣盒剛性組件組成，每一套試樣盒剛性組件包括至少兩個相互嵌套的裝樣環，各相鄰兩個裝樣環中，位于內側的裝樣環的外緣與位于外側的裝樣環的內緣相貼合，位于內側的裝樣環被位于外側的裝樣環軸向單向限位；組成組裝式變尺寸試樣盒套件的其中一套試樣盒剛性組件中最外側的裝樣環上設置有滾動支撐匹配結構。

所述各相鄰兩個裝樣環中，位于內側的裝樣環外緣設置有定位止口，位于外側的裝樣環內緣設置有與對應定位止口相應的定位槽。

所述的試樣盒剛性組件還包括一組與定位槽匹配的填補件。

所述各裝樣環的定位止口和/或定位槽有四個，并呈中心對稱布置。

所述其中一套試樣盒剛性組件的各個裝樣環上都開設有排水槽，當各裝樣環以設定方式嵌套時，各個裝樣環上的排水槽組成通槽，否則其中至少有兩個相鄰的裝樣環上的排水槽相互錯開。

所述設置有滾動支撐匹配結構的裝樣環的外緣呈正方形，且外緣上設置有兩個固定耳。

所述壓縮儀還包括一組傳力板，該組傳力板中的各塊板分別與試樣盒剛性組件中的不同裝樣環的內緣相匹配，傳力板的中心位置設置有與垂直加載裝置匹配的沉孔。

所述傳力板為布設有透水孔的透水板。

所述反力架包括底板、垂向反力板、水平反力柱和四根矩形分布的立柱，立柱和水平反力柱均為絲桿，底板和垂向反力板相互平行且與各立柱垂直并通過螺母固定在各立柱上，在水平反力柱上螺紋連接有水平反力座，水平加載裝置的固定端與水平反力座相接觸。

本發明的有益效果是：可以實現巖、土試樣變直徑、變高度的組合直剪與壓縮試驗，質量較輕、便于攜帶，拆卸組裝方便，適用于室內和野外進行巖土體剪切壓縮試驗；儀器便于維護，零部件加工容易，具有環境適應性好、操作簡單、成本低、一般人員稍經指導就可以進行操作的特點，適合于在野外現場原狀巖土直剪壓縮試驗中推廣使用。

附圖說明

圖1是本發明的組裝式變尺寸直剪壓縮儀的主體結構示意圖。

圖2是試樣盒剛性組件(帶排水槽)的示意圖。

圖3是圖2的俯視圖。

圖4是一般的試樣盒剛性組件的示意圖。

圖5是圖4的俯視圖。

圖6是圖4中試樣盒剛性組件的其中一個裝樣環的主視圖。

圖7是圖6的A-A剖視圖。

圖8是圖6的B-B剖視圖。

圖9是圖4中試樣盒剛性組件的其中一個裝樣環的主視圖。

圖10是圖4中試樣盒剛性組件的其中一個裝樣環的主視圖。

圖11是最外側的裝樣環(帶滾珠槽)的示意圖。