[發(fā)明專利]十字板剪切試驗(yàn)加載裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310360262.4
• 申請(qǐng)日: 2013-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN103424317A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙居代;楊鴻鈞;張喜平;周慶禮;馬軍鵬;亢保軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/24
• 分類號(hào): G01N3/24;G01N3/02
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)備為一種應(yīng)用于水域、陸域的工程地質(zhì)勘察原位測試設(shè)備，能對(duì)軟粘性土的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行量測的十字板剪切試驗(yàn)加載裝置。

背景技術(shù)

在港口、水利、公路、橋梁、人工島等水域工程項(xiàng)目中，軟土地基的抗剪強(qiáng)度是一個(gè)非常重要的工程指標(biāo)。對(duì)這項(xiàng)指標(biāo)的測量儀器目前國內(nèi)外有多種設(shè)備，總體分為機(jī)械式和電測式兩種：機(jī)械式采用人力手搖，人工讀數(shù)，搖速不穩(wěn)定，讀數(shù)誤差大；電測式的傳感器在板頭處，通過穿過鉆桿的電纜與外部連接，當(dāng)測試深度較深時(shí)，需頻繁往鉆桿中穿引電纜，操作繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且傳感器多在地下水位下作業(yè)，數(shù)據(jù)飄移嚴(yán)重。所以目前傳統(tǒng)的設(shè)備，實(shí)際應(yīng)用范圍極為有限，尤其是在受波浪、水流影響較大的水域環(huán)境下，其測量值大多離散或失真，工作效率低，試驗(yàn)誤差大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種十字板剪切試驗(yàn)加載裝置，能夠在試驗(yàn)剪切中，特別是在水城勘察的試驗(yàn)剪切中，有效降低試驗(yàn)誤差，提高試驗(yàn)精度，減少外界因素影響，拓寬試驗(yàn)使用范圍。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種十字板剪切試驗(yàn)加載裝置，其中：該裝置包括三部分：驅(qū)動(dòng)部分、測矩部分及控制部分，驅(qū)動(dòng)部分與測矩部分分別通過信號(hào)控制連接線與控制部分連接；驅(qū)動(dòng)部分包括有步進(jìn)電機(jī)、蝸桿、蝸輪，測矩部分包括有力矩傳感器、軸桿、銷鍵、支撐軸承及軸承套，控制部分由控制器、顯示屏及控制按鈕，整個(gè)裝置通過電源線與外部電源相連，所述步進(jìn)電機(jī)、控制器均固定在底板上，所述支撐軸承及軸承套通過支座固定在底板上，在底板上設(shè)有保護(hù)罩。

本發(fā)明的效果是使用該裝置，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)代替人工手搖，用自動(dòng)測讀代替人工讀數(shù)，將驅(qū)動(dòng)裝置與測讀裝置集成于一處，體積小，重量輕，易于搬運(yùn)，免去傳統(tǒng)電測式儀器中的電纜連接，提高了試驗(yàn)效率，克服了數(shù)據(jù)飄移，消除了機(jī)械式儀器人力手搖讀數(shù)時(shí)的誤差，加荷速率穩(wěn)定，試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，影響因素少，適用范圍廣。此設(shè)備能夠脫離水上試驗(yàn)平臺(tái)，能夠與套管獨(dú)立連接，在保證規(guī)范要求的條件下，可以在不同條件的軟土層進(jìn)行十字板剪切原位測試，能準(zhǔn)確測出不同強(qiáng)度軟土層的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。本裝置適合于各種水域工程勘察中的試驗(yàn)檢測，特別是采用船載勘探平臺(tái)進(jìn)行海域工程地質(zhì)勘察的項(xiàng)目。

附圖說明

圖1為本發(fā)明十字板剪切試驗(yàn)加載裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的側(cè)視圖；

圖3為采用本發(fā)明十字板剪切試驗(yàn)裝置試驗(yàn)操作示意圖；

圖中：

1、步進(jìn)電機(jī)???2、力矩傳感器???3、控制器???4、蝸桿???5、蝸輪

6、軸桿??????7、顯示屏及控制按鈕??????????8、信號(hào)控制連接線

9、電源線????10、底板??11、保護(hù)罩?????????12、支撐軸承及軸承套

13、銷鍵?????14、支座??15、反力桿插入套????16、反力桿

17、套管?????18、鉆桿??19、十字板頭???????20、專用套管適配冒

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的十字板剪切試驗(yàn)加載裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的十字板剪切試驗(yàn)加載裝置設(shè)計(jì)思想是，通過步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)扭矩的勻速穩(wěn)定傳輸，以克服傳統(tǒng)機(jī)械式人力手搖的不穩(wěn)定性。步進(jìn)電機(jī)與電腦控制器相連，通過參數(shù)設(shè)置可控制其轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。步進(jìn)電機(jī)通過蝸桿蝸輪將扭矩傳遞到中間軒軸處。本裝置用力矩傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)備的鋼環(huán)、百分表，消除了人工讀數(shù)的誤差，傳感器置于鉆孔外，克服了傳統(tǒng)電測式設(shè)備的電纜連接及數(shù)據(jù)飄移，提高了試驗(yàn)的效率及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。本裝置的控制器由電腦芯片、主板、顯示屏及控制按鈕或觸摸屏、存儲(chǔ)卡等組成，通過顯示屏面板上的控制按鈕或觸摸屏，設(shè)置參數(shù)，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，將力矩傳感器傳送來的檢測數(shù)據(jù)顯示于顯示屏中，并同步存儲(chǔ)于外插存儲(chǔ)卡中，這樣使試驗(yàn)人員既可根據(jù)顯示屏顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行紙質(zhì)記錄，亦可用計(jì)算機(jī)從外接存儲(chǔ)卡中直接讀取數(shù)據(jù)，操作簡便，數(shù)據(jù)可靠。控制器外接電源為24V～36V直流電源，可由大容量電瓶提供，或由電源適配器自220V交流電源提供，適用范圍廣泛。控制器負(fù)責(zé)向步進(jìn)電機(jī)及力矩傳感器提供電源。本裝置各個(gè)器件均整合集成于一底板上，體積小，重量輕，便于攜帶搬運(yùn)。