[發(fā)明專利]一種剪力自平衡原位直剪儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410767366.1
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN105758736A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊文智;魯先龍;蘇榮臻;崔強;侯曉燕
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;中國電力科學(xué)研究院;國網(wǎng)四川省電力公司
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種原位直剪儀，具體講涉及一種剪力自平衡原位直剪儀。

背景技術(shù)

剪切參數(shù)是輸電桿塔工程的重要勘察內(nèi)容，是進行地基和基礎(chǔ)承載力計算的重要參數(shù)，常通過室內(nèi)直剪試驗或原位直剪試驗測量，所用儀器分別稱為室內(nèi)直剪儀和原位直剪儀。原位直剪試驗是在保持試驗土體既有結(jié)構(gòu)、密度、濕度等條件不受擾動條件下，在工程建設(shè)場地開展的剪切試驗。由于原位直剪試驗保持了試驗土體的原位狀態(tài)，因此原位直剪試驗數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確、可信。

經(jīng)過多年發(fā)展，原位直剪儀已有多種類型，從直剪盒的數(shù)量上分，有單直剪盒和雙直剪盒2種類型；從加載結(jié)構(gòu)上分，有自平衡和非自平衡2種類型；從加載控制方式上看，有應(yīng)力控制式和應(yīng)變控制式2種類型；另外，也有針對軟土、粗粒土等不同土質(zhì)類型的原位直剪儀見諸報道。

上述原位直剪儀各有優(yōu)缺點，如單直剪盒原位直剪儀最為簡單、輕便，但剪切面形狀及破壞方式不易控制，采用原位地基做反力往往需要較大的作業(yè)空間。應(yīng)力控制式或應(yīng)變控制式原位直剪儀往往具有復(fù)雜的人工操作或電機控制機構(gòu)，可實現(xiàn)剪切過程的精確控制，但同時也存在體量龐大的弊端，另外，將剪切土樣從原位移入剪切盒的移樣過程會對剪切土樣產(chǎn)生擾動，且擾動強度無法評估。

總體而言，雙剪切盒式原位直剪儀較之于單直剪盒式原位直剪儀的測試結(jié)果更準(zhǔn)確、可靠，對復(fù)雜加載控制機構(gòu)的適當(dāng)簡化，也更適合輸電桿塔基礎(chǔ)工程勘察對儀器輕量化的需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種剪力自平衡原位直剪儀，實現(xiàn)了對土樣剪切面的控制及水平加載的自平衡，減小了水平加載的作業(yè)空間，避免了對直剪土樣的擾動，提高了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供的一種剪力自平衡原位直剪儀，用于測量位于輸電線路桿塔基礎(chǔ)地基處的原位巖土體的剪切參數(shù)，進而確定輸電線路桿塔基礎(chǔ)和地基的承載力，其改進之處在于：所述原位直剪儀包括上直剪盒1、下直剪盒3、平衡槽4和千斤頂8；所述上直剪盒1和下直剪盒3均為六面體，其相對的兩面開口，豎直設(shè)置的所述上直剪盒1與下直剪盒3的開口相對應(yīng)，其內(nèi)部構(gòu)成長方體空腔；所述下直剪盒3的一側(cè)水平設(shè)置平衡槽4，所述千斤頂8水平設(shè)置在平衡槽4中；所述千斤頂8的一端與上直剪盒1連接，另一端與平衡槽4的豎直側(cè)壁連接。

其中，所述下直剪盒3高于平衡槽4，所述上直剪盒1與千斤頂8之間依次設(shè)置彎頭2和壓力傳感器7。

其中，所述彎頭2的彎轉(zhuǎn)角度為90°，相互垂直的兩個端面分別與上直剪盒1和平衡槽4連接。

其中，通過所述彎頭2使千斤頂8的軸線、壓力傳感器7的軸線與上剪切盒1和下剪切盒3之間的剪切面共面。

其中，沿所述千斤頂8運動方向的上直剪盒1和下直剪盒3的相同側(cè)壁設(shè)置位移傳感器6。

其中，所述位移傳感器6包括底座和探頭，所述底座設(shè)置在下直剪盒3側(cè)壁，所述探頭設(shè)置在上直剪盒1側(cè)壁。

其中，沿所述千斤頂8運動方向的上直剪盒1和下直剪盒3的兩側(cè)壁相交處分別設(shè)有側(cè)向約束板5。

其中，所述側(cè)向約束板5間隔對稱設(shè)置在上直剪盒1和下直剪盒3的兩側(cè)壁相交處。

其中，所述千斤頂8包括頂桿81、注油孔82和壓力控制器83；所述頂桿81與壓力傳感器7連接并沿千斤頂8的軸線方向做直線運動。

其中，位于輸電線路桿塔基礎(chǔ)地基處的原位巖土體的直剪土樣9設(shè)置在所述上直剪盒1與下直剪盒3構(gòu)成的長方體空腔內(nèi)，所述直剪土樣9的體積與所述空腔體積相匹配。

與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達到的有益效果是：

1、本發(fā)明提供的剪力自平衡原位直剪儀，采用上下直剪盒可以測出剪切面上、下土體的相對位移，位移測量更加科學(xué)準(zhǔn)確。

2、本發(fā)明提供的剪力自平衡原位直剪儀，采用的彎頭可以調(diào)整千斤頂?shù)妮S線、壓力傳感器的軸線與上直剪盒和下直剪盒間的剪切面共面，避免水平剪力對上直剪盒和下直剪盒間的剪切面產(chǎn)生附加彎矩，使剪切面受力均勻，測試結(jié)果更準(zhǔn)確。

3、本發(fā)明提供的剪力自平衡原位直剪儀，側(cè)向約束板約束了上直剪盒和下直剪盒間的旋轉(zhuǎn)自由度，使上直剪盒和下直剪盒僅發(fā)生沿千斤頂軸線方向的單向平動，提高了試驗成功率。

4、本發(fā)明提供的剪力自平衡原位直剪儀，結(jié)構(gòu)簡單、拆裝便利，實現(xiàn)直剪儀的小型化和輕量化。

5、本發(fā)明提供的剪力自平衡原位直剪儀，采用的平衡槽在實現(xiàn)剪力自平衡的同時，減小了原位直剪試驗試坑的開挖尺寸。