[實用新型]一種多層剪切的直接剪切儀裝置

有效

• 申請號: 201220663699.6
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN202939101U
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 王光進;孔祥云;楊春和;張超
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

????本實用新型提供一種多層剪切的直接剪切儀裝置，屬于農工用品技術領域。

背景技術

排土場的形成是采礦，尤其是露天開采的必然結果。其組成材料主要是由露天開采時剝離覆蓋的表層土和巖石組成，有時也包括可能回收的表外礦、貧礦等。由于排土場是一種巨型人工松散堆積體，這一特點致使排土場極易形成滑坡、泥石流等礦山地質災害。因此，準確測定巖土體材料的力學參數是評價和治理巖土工程失穩的關鍵因素所在，其在巖土工程中意義也不言而喻。盡管如此，由于排土場散體材料粒徑分布的不均勻性和隨機性，且它是介于土體與巖體之間的一種特殊地質體。這類介質的主要特點是：①由松散的塊體堆積而成；②塊體的形狀大小不均勻；③塊體在空間隨機分布；④塊體之間經常有充填物。所以，到目前為止，散體粗粒料合理的強度參數取值一直是一個未解的難題。

目前，測定粗粒土強度參數的裝置有直剪儀和三軸儀，但由于直剪試驗的操作簡便、適用范圍廣而應用最為普遍。因此，直剪儀是測定巖土體抗剪強度參數應用最為普遍的一種試驗儀器。但是，當前的直剪儀只能對一個試樣進行固定面的剪切，即一個試樣只能做一個剪切試驗。這樣的剪切面是人為設置的一個最弱剪切面，再加上散體粗粒土分布的隨機性和不均勻性，這樣獲得的散體抗剪強度參數是完全不合理，。同時，通常測得一組散體材料的抗剪強度參數需要制備4-5個相同的土樣，且其中的相同土樣也只是人為假設的，實際上制備的4-5個土樣根本就不一樣。就算4-5個土樣是完全一致的，但由于散體粗粒料的粒徑懸殊較大，且粒徑分布的隨機性，導致裝樣過程中剪切面內的土樣結構完全不一樣，所以試驗的散體抗剪強度參數誤差較大。同時，一個試樣只進行一次剪切試驗，這既浪費大量的財力、物力和時間。且其獲得的試驗抗剪強度參數可靠度也大打折扣。粗粒土的三軸儀的結構復雜，購置儀器費用高、儀器操作復雜，適用范圍小；而且做三軸實驗所花費的人力、時間和財力都遠高于直剪實驗儀。因此，對于解決工程問題來說，使用直剪儀明顯優于三軸儀。

發明內容

????為了解決以上問題，本實用新型提供一種多層剪切的直接剪切儀裝置，該裝置可以針對巖土工程中的散土體同一組樣開展不同層位的直接剪切試驗，以一組試樣就可測定散土體的力學參數。同時，也可通過此裝置尋找到土樣中的相對弱面。以測得相對弱面的強度值，以更準確的獲得土體的強度參數。

本實用新型是一種多層剪切的直接剪切儀裝置，包括以下設置：外框架裝置54、剪切盒裝置55、水平加載裝置58和承托裝置56，剪切盒裝置55和水平加載裝置58分布在外框架裝置54內部，承托裝置56位于剪切盒裝置55的側邊；外框架裝置54頂部對應剪切盒裝置55的位置設置有垂直加載裝置、對應水平加載裝置58的位置設置有吊裝裝置57；外框架裝置54上有支撐水平加載裝置58的多層鋼架，剪切盒裝置55有多層剪切盒，承托裝置56有多層承托塊，多層鋼架、多層剪切盒和多層承托塊相對應的每一層平齊。

所述外框架裝置54頂部的垂直加載裝置由壓力表10、油泵11和活塞12組成，油泵11上有壓力表10，油泵11和活塞之間由進油管和放油管連接。當需要加壓時，此時關閉放油管的閥門，通過壓縮油泵11中的油，使油泵11中的油通過進油管壓入活塞12，從而施加垂向的軸壓；當實驗完成后，打開放油管的閥門，使壓入活塞12的油重新回流到油泵11中，從而實現放壓的目的。相對應的剪切盒裝置上部有垂直加載裝置的附加組件，垂直加載裝置的附加組件是由上傳力板51、下傳力板49，滾動排軸50及傳力柱52組成，傳立柱52固定在上傳力板51上，上傳力板51和下傳力板通滾動排軸50連接，傳立柱52的位置對應活塞12。當剪切盒中裝好土樣后，要分別將下傳力板49，滾動排軸50，上傳力板51及傳力柱52按由下到上的順序放置于土樣表面，然后通過油泵11使活塞12與傳力柱52接觸。滾動排軸50的作用在于保證施加的垂直壓力始終位于土樣的中心。

所述剪切盒裝置55由多層剪切盒堆疊組成、底部有底板30（底板30通過螺孔A15和螺孔B31固定在外框架裝置54上），每個剪切盒之間通過滾珠18滾動連接、并通過固定角板固定，每個剪切盒對應水平加載裝置的側邊有水平卡槽。如圖2和3所示，在實驗前，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ號剪切盒25，26，27，28，29是通過Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號固定角板17，20，22，24固定成一個整體，當需要剪切某個面時，則打開固定其剪切面的固定角板。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號水平卡槽16，19，21，23是用于連接水平加載裝置的。底板30是為了防止散體材料漏出。