[發明專利]用于原狀砂類土直剪試驗的剪切盒組

在審

• 申請號: 201510142617.1
• 申請日: 2015-03-30
• 公開（公告）號: CN104792608A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 羅強;張瑞國;張正;劉鋼;蔣良濰;孟偉超;鄒亮明;張良;魏明;葉慶志
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/24
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術領域

本發明涉及一種用于原狀砂類土直剪試驗的剪切盒組，屬于室內土工試驗領域。

背景技術

直接剪切試驗(簡稱直剪試驗)采用的儀器為直剪儀，分為應變控制式和應力控制式兩種，目前我國普遍采用的是應變控制式直剪儀。直剪儀由剪切盒、垂直加壓設備、剪切傳動裝置、測力計及位移量測系統組成。剪切盒則主要由上剪切盒、下剪切盒、傳壓板及儲水盒構成。儲水盒與下剪切盒、下剪切盒與上剪切盒之間均通過固定銷連接。下剪切盒無底，置于儲水盒上與其圓形凸臺配合。下剪切盒內的側壁底部開有排水洞，排水洞的頂部高于儲水盒圓形凸臺。

直剪試驗步驟如下：1.將下剪切盒固定在儲水盒上，對準上下剪切盒，插入固定銷，在下剪切盒內放入透水板和濾紙；2.裝入土樣，在土樣上放置濾紙和透水板；3.使上剪切盒前端剛好與測力計接觸，調整測力計讀數為零，順次加上傳壓板、加壓框架；4.通過垂直加壓設備施加垂直壓力，這時，土樣中的部分水分透過透水板，通過排水洞排至儲水盒中；5.拔去上下剪切盒之間的固定銷，調零測力計，通過剪切傳動裝置對下剪切盒施加水平推力，使土樣在上下剪切盒的水平接觸面上產生剪切變形，直至破壞，記錄測力計讀數和剪切位移量。

裝入土樣時，黏性土的操作是，直接用環刀從黏土樣中切出圓形土餅，然后將環刀刃口向上對準上剪切盒口，在土樣上放透水板，將土餅緩緩推入剪切盒內。由于原狀砂類土取樣時極易受到擾動，在取樣時土樣容易沿著環刀壁下滑，導致土樣漏失，因此對砂類土進行直剪試驗時并不能像黏性土一樣用環刀直接取樣并將土樣推入剪切盒內。現有直剪試驗對砂類土進行試驗時，往往是根據剪切盒的高度及土樣密度控制裝入砂樣質量，擊實(或壓實)到規定高度后進行剪切試驗。這樣，砂類土的原始性狀已受到干擾，土樣的受力狀態受到影響，最終導致測定的砂土抗剪強度參數指標不準確，不能完整反映砂類土的原狀性質。

發明內容

本發明的目的是提供一種原狀砂類土直剪試驗的剪切盒組。采用該剪切盒組進行砂類土土樣制備及剪切試驗，不破壞砂類土的原狀性質，操作方便，匹配性好，試驗結果準確。

本發明實現其發明目的所采取的技術方案是：一種用于原狀砂類土直剪試驗的剪切盒組，從下至上包括儲水盒、下剪切盒、下透水板、下濾紙、上剪切盒、上濾紙、上透水板、傳壓板，所述下剪切盒的側壁底部開有排水洞，其結構特點是：

所述下剪切盒內設置有底板，所述底板位于下透水板下方；

所述下剪切盒的內壁緊貼組合式環刀的下部，上剪切盒的內壁緊貼組合式環刀的上部；所述組合式環刀的下部和上部刀壁厚度相同，通過嵌于刀壁內的固定銷連接，且組合式環刀的下部和上部的連接處與下剪切盒和上剪切盒的交界處齊平；

所述上剪切盒內的上透水板的外徑與組合式環刀的內徑相等。

本發明的工作過程和原理是：

一、取樣，可以按照現有的原狀取砂器取樣，僅僅將現有的原狀取砂器中用的環刀換成組合式環刀，取好的土樣位于組合式環刀中，組合式環刀置于一個蓋板上；也可以用組合式環刀直接取樣：將組合式環刀刃口側垂直壓入土體，直至砂土突出組合式環刀非刃口側，刮除高于組合式環刀非刃口側的土體，然后蓋上蓋板，隨后，用托板從低于組合式環刀刃口處切入土樣，托住組合式環刀及蓋板，再一起反轉平置，移除托板，刮除組合式環刀刃口側土樣，用毛刷潔凈組合式環刀外側土樣，即完成原狀砂類土取樣。

二，裝樣：依次在土樣表面放下濾紙及下透水板，將帶底板的下剪切盒翻轉后蓋在土樣上，使組合式環刀及土樣進入下剪切盒內直至底板；將下剪切盒、組合式環刀及其中的土樣、蓋板一起反轉平置，移除蓋板，即完成剪切土樣的制備；將下剪切盒固定在儲水盒內，將上剪切盒套入組合式環刀上部，并與下剪切盒對準，插入上剪切盒和下剪切盒的固定銷，再卸掉組合式環刀的固定銷。

三、試驗：在砂土土樣上表面依次放置上濾紙、上透水板、傳壓板，通過垂直加壓設備施加一定的垂直壓力；最后拔去上下剪切盒之間的固定銷，調零測力計，通過剪切傳動裝置對下剪切盒施加水平推力，帶動下剪切盒內組合式環刀下部及其中的土樣，使土樣在上下剪切盒(組合式環刀的上部和下部)的水平接觸面上產生剪切變形，直至破壞，記錄測力計讀數和剪切位移量。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明在取樣完畢后，組合式環刀直接置于帶底板的下剪切盒中不必再取出，在剪切試驗中可以實現帶環刀剪切，有效的解決了所取原狀砂土樣如何進入剪切盒的問題，整個試驗過程連續性好，試驗裝置的各組件匹配性好，試驗測定的原狀砂類土抗剪強度參數指標較為準確。