[發明專利]現場室內兩用可循環加載的中型直剪儀

有效

• 申請號: 201310413313.5
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103454162A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 胡偉;冷先倫;徐開民
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本發明涉及巖土工程領域的直剪儀，尤其涉及一種現場室內兩用可循環加載的中型直剪儀，適用于土體材料的抗剪強度測試。

背景技術

巖土工程的失穩絕大多數是由于剪切破壞引起的，準確測定巖土體的抗剪強度參數在巖土工程建設中具有重要意義。目前，常用的抗剪強度參數測定方法有三軸和直剪試驗，其中直剪試驗由于操作簡單、適用范圍廣而應用最為普遍。

在直剪試驗廣泛應用的同時，直剪儀也在不斷改進，由早期小尺寸應力控制式發展到現今應力應變控制式大尺寸多功能直剪儀。如：長江科學研究院土工研究所的室內?DHJ60?型疊環式剪切試驗機，試樣是尺寸為?600?mm×600?mm×600?mm?的立方體；該種直剪儀的最大特點是消除了常規直剪儀中剪切面單一的缺點，使試樣有可能沿最弱的剪切面發生破壞；四川大學水電學院研制的粗粒土直剪儀，通過上下剪切盒的相對運動以保證試驗過程中垂直荷載始終不偏心；大尺寸的直剪儀可用于粗粒土的強度測試，但試樣的尺寸越大、粗顆粒含量越高對于制備原狀樣及裝載試樣來說更加困難。

在滑坡穩定性分析中，最重要的參數是滑帶土的殘余強度，可通過循環直剪剪切試驗測得強度。因此在綜合考慮設備的適用性和功能性的前提下，需要研發一款既能滿足一定粒徑尺寸試樣，又可方便改造適用多種條件試驗的直剪儀。

發明內容

本發明的目的就在于克服現有技術存在的缺點和不足，提供一種現場室內兩用可循環加載的中型直剪儀。

本發明的目的是這樣實現的：

一、現場室內兩用可循環加載的中型直剪儀（簡稱直剪儀）

本發明包括試樣、伺服液壓千斤頂、千斤頂復位器、垂直位移傳感器、垂直壓力傳感器、傳力板、滾軸排、水平位移傳感器、飽水缸、上剪切盒、滾珠、下剪切盒、固定螺栓、支座反力框架、數據線、數據采集儀、電腦、伺服電機、減速器、水平拉壓傳感器和傳力桿；

支座反力框架由上下依次連接的頂板、四根支柱和底座組成；

其位置和連接關系是：

從下到上，底座、飽水缸的底面、下剪切盒、滾珠、上剪切盒、滾軸排、傳力板、垂直壓力傳感器和伺服液壓千斤頂1依次連接，對上剪切盒9和下剪切盒中的試樣施加垂直壓力；

伺服電機、減速器、水平拉壓傳感器、傳力桿和上剪切盒的右面依次連接，驅動上剪切盒對試樣施加剪切力；

電腦、數據采集儀、數據線依次連接，數據線分別與水平位移傳感器、垂直位移傳感器、垂直壓力傳感器和水平拉壓傳感器連接，采集數據；?

水平位移傳感器設置在上剪切盒的左面，垂直位移傳感器設置在傳力板的上面；

千斤頂復位器和伺服液壓千斤頂連接，將伺服液壓千斤頂卸載后復位。

二、現場室內兩用可循環加載中型直剪儀的使用方法（簡稱使用方法）

本使用方法是：

①將試樣裝載于上剪切盒和下剪切盒之中，再通過固定螺栓將下剪盒固定在底座之上；

②將傳力板、滾軸排安置在上剪切盒上，通過銷釘將上剪切盒與水平傳力桿相連；

③將垂直位移傳感器與傳力板接觸，水平位移傳感器與上剪切盒垂直與剪切方向側面相接觸；

④開啟電源，通過電腦控制將傳感器讀數清零，啟動垂直伺服液壓千斤頂，對試樣進行加載至預定壓力條件；

⑤待垂直壓力穩定之后，即可啟動伺服電機進行水平剪切力的加載；

⑥通過推動上剪切盒，達到預定要求水平位移之后即可停止試驗，保存試驗數據。

本發明具有下列優點和積極效果：

①本直剪儀可對試樣進行循環剪切，也可對試樣進行飽和條件下的剪切試驗；

②本直剪儀自動化程度較高，不同加載條件均可在直剪儀電源控制面板上調試實施，測試數據可通過采集儀自動采集和在電腦上實時顯示；

③本直剪儀為中型直剪儀，結構簡單，均為鋼制構件，功能部件通過螺栓連接，方便拆卸和運輸，適用于現場和室內的生產與教學之中。

附圖說明

圖1.1是本直剪儀的結構示意圖（主視）；

圖1.2是本直剪儀的結構示意圖（側視）；?

圖2.1是上剪切盒的結構示意圖（主視），

圖2.2是上剪切盒的結構示意圖（側視），

圖2.3是上剪切盒的結構示意圖（俯視）；

圖3.1是下剪切盒的結構示意圖（主視），

圖3.2是下剪切盒的結構示意圖（側視），

圖3.3是下剪切盒的結構示意圖（俯視）。

圖中：