[發明專利]一種剪切流變儀的簡易裝置

有效

• 申請號: 201410639995.6
• 申請日: 2014-11-13
• 公開（公告）號: CN104390858A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 夏雄;先禮瓊;奚賽英;李淋淋
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術領域

本發明涉及一種巖土工程土工材料試驗的測試儀器，尤其涉及一種剪切流變儀的簡易裝置。

背景技術

巖土材料在外力及工程環境影響下，大多出現與時間相關的力學行為，若同時受到其他外界因素的影響，會導致土體流變形變路徑的變化和變形的加速，最終發生山體滑坡等工程災害，給人類的生產和生活帶來巨大的危害。因此，深入研究巖土材料的性質及其規律一直是巖土力學領域一項重要的應用研究。

土的抗剪強度是研究土的強度特性的重要指標之一，是建筑物穩定與安全關系最大的力學性質指標。偏高或偏低的估計土的抗剪強度,都會給工程帶來破壞和浪費。因此,提供準確可靠的抗剪強度指標、合理地使用抗剪強度指標都非常重要。土的抗剪強度指標通過室內試驗得出，主要方法是直接剪切試驗和三軸剪切試驗，但是在直剪試驗中剪切面是預先指定的，客觀上剪切面不是試樣抗剪強度最弱的剪切面，因此得出的抗剪強度指標不精確。三軸剪切試驗剪切面是不固定的，剪切面是試樣抗剪能力最弱的面，剪應力和剪應變分布均勻，而且能嚴格控制排水試驗結果更接近于土樣的實際理論值，但三軸剪切試驗操作復雜,所需試樣較多。針對以上儀器的不完善之處，發明一種剪切流變儀的簡易裝置是必要的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為克服上述存在的問題，提供一種改進型的剪切流變儀的簡易裝置，可以調整土樣的傾斜角度并提供穩定的剪切應力，得出抗剪強度指標更精確。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種剪切流變儀的簡易裝置，包括一根水平放置的蝸桿，蝸桿上架設有一塊斜形放置的強勁鋼板，所述的鋼板水平較低的一端上方設置有下剪切盒，所述的下剪切盒上設置上剪切盒，所述的上剪切盒上方設置有楔形弧體，所述的楔形弧體上表面為平面，下表面為斜面，中間填入相同土樣，實現法線應力豎直向下，楔形弧體上方設置有豎向加載支架，所述的豎向加載支架上方設置有百分表，所述的豎向加載支架下方掛設有砝碼I，砝碼I底部設置有托盤I；

所述的上剪切盒和下剪切盒左側設置有弧形導槽鑄件，所述的下剪切盒右側設置有弧形導模，所述的弧形導模與蝸桿交界處設置有齒輪I，所述的鋼板水平較高的一端上方設置有固定頂鐵，所述的固定頂鐵一端設置有斜向量力環，所述的量力環上設置有百分表，所述的量力環與下剪切盒相連；

所述的鋼板水平較高的一端設置有導桿，所述的導桿與蝸桿垂直分布，所述的導桿與蝸桿交界處設置有齒輪II，所述的導桿頂端設置有定滑輪，所述的定滑輪上繞設有強勁鋼繩，所述的鋼繩一端連接上剪切盒，所述的鋼繩另一端與砝碼II相連，砝碼II底部設置有托盤II，砝碼II通過與上剪切盒相連且繞過定滑輪的鋼繩來向試樣提供剪切應力，且應力是恒定的，所述的鋼板水平較低的一端設置有手輪。

進一步地，所述的弧形導模的高度不超過下剪切盒的高度,土樣右側弧形導模鑄件只在下剪切盒范圍，不影響上剪切盒位移。

進一步地，剪切力產生處定滑輪和強勁鋼板距離固定，隨導桿整體移動實現平行。

進一步地，通過轉動手輪形成兩處斜面沿導桿按比例上升，保證剪切力與土樣底部斜面平行，實現斜面剪切，模擬不同的剪切傾斜角度，獲得土工材料最弱抗剪強度剪切面試。

更進一步地，所述的上剪切盒和下剪切盒為銅盒，所述的弧形導槽鑄件為銅鑄件，剛度大，起支撐作用，所述的楔形弧體為鑄銅體。

本發明的有益效果是，本發明的一種剪切流變儀的簡易裝置在實驗平臺中試驗斜面通過轉動手輪形成兩處斜面沿導桿按比例上升，保證剪切力與土樣底部斜面平行，實現斜面剪切，模擬不同的剪切傾斜角度，獲得土工材料最弱抗剪強度剪切面試，加載系統中剪切加載通過繞過定滑輪的柔軟鋼絲繩用砝碼進行加載，這樣可以保證荷載的精確，使荷載為一個穩定值，操作步驟簡單，試驗精確度高，能夠有效的提供準確可靠的抗剪強度指標，可以調整土樣的傾斜角度并提供穩定的剪切應力，得出抗剪強度指標更精確。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的結構示意圖。

圖中1.百分表，2.豎向加載支架，3.弧形導槽鑄件，4.楔形弧體，5.上剪切盒，6.下剪切盒，7.弧形導模，8.手輪，9.齒輪I，9-1.齒輪II，10.蝸桿，11.鋼繩，12.量力環，13.固定頂鐵，14.鋼板，15.定滑輪，16.導桿，17.砝碼I，17-1砝碼II，18.托盤I，18-2.托盤II。

具體實施方式

現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。