[實(shí)用新型]基于變頻器控速的新型二維切削試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520297880.3
• 申請(qǐng)日: 2015-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN204679353U
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 桑偉;王保田;張浩;范磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/24
• 分類號(hào): G01N3/24
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種基于變頻器控速的新型二維切削試驗(yàn)裝置，屬于土木工程和疏浚工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，用來測(cè)量土強(qiáng)度的儀器有直剪儀、單剪儀，如圖1所示直剪儀的結(jié)構(gòu)示意圖，實(shí)驗(yàn)時(shí)，剪力盒內(nèi)盛放土樣后，沿接觸面施加反向剪應(yīng)力，通過相對(duì)位移，建立剪應(yīng)力與位移的關(guān)系，以反映接觸面的性質(zhì)。但是存在試樣剪應(yīng)變不均勻、不能控制排水條件、切削速度較低以及預(yù)先規(guī)定剪破面等缺點(diǎn)。

如圖2所示疊環(huán)式單剪儀的結(jié)構(gòu)示意圖，單剪儀對(duì)直剪儀做了改進(jìn)，試樣側(cè)向用橡皮膜包裹，外套若干重疊鋁環(huán)，或者用繞有琴弦的橡皮膜包裹或者裝上可以轉(zhuǎn)動(dòng)的側(cè)板，來限制試樣受壓后側(cè)向膨脹。

總體來說，直剪儀、單剪儀的剪切速率較低，不適合測(cè)量剪切強(qiáng)度較低的高含水率飽和軟土。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種切削速度快且可以精確控制，可以量測(cè)高含水率土樣強(qiáng)度的基于變頻器控速的新型二維切削試驗(yàn)裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種基于變頻器控速的新型二維切削試驗(yàn)裝置，其特征是，包括土槽、切削刀具、切削力量測(cè)系統(tǒng)和切削速度控制系統(tǒng)，所述土槽底部鋪設(shè)反濾層和排水孔，所述土槽的上方設(shè)有臺(tái)車，所述臺(tái)車上掛有切削刀具，所述切削刀具連接切削力量測(cè)系統(tǒng)，所述臺(tái)車連接切削速度控制系統(tǒng)，從而能夠精確控制切削速度。本發(fā)明可以測(cè)量高含水率，高剪切速度條件下的材料與土的界面剪切強(qiáng)度，且可改變切削角度和切削厚度，構(gòu)造簡(jiǎn)單，受力明確。

優(yōu)選的是，所述切削力量測(cè)系統(tǒng)包括傳感器、動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀、數(shù)據(jù)采集儀和數(shù)據(jù)處理裝置，所述切削刀具與傳感器連接，所述傳感器分別連接動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀、數(shù)據(jù)采集儀和數(shù)據(jù)處理裝置，傳感器固定在支架的前面。

優(yōu)選的是，所述切削速度控制系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)和變頻器，所述臺(tái)車連接電動(dòng)機(jī)，給臺(tái)車施加動(dòng)力，所述電動(dòng)機(jī)連接變頻器，通過改變電機(jī)工作電源頻率可以精確控制臺(tái)車的移動(dòng)速度。

優(yōu)選的是，所述反濾層包括砂墊層和無紡?fù)凉げ迹錾皦|層上面鋪設(shè)無紡?fù)凉げ迹皦|層砂子的粒徑從上往下依次增大，無紡?fù)镣凉げ忌厦驿佋O(shè)待測(cè)土體。

優(yōu)選的是，切削刀具與水平線的夾角為0°～90°，切削厚度也可調(diào)。

優(yōu)選的是，所述傳感器為八角環(huán)傳感器，可以同時(shí)測(cè)量水平和豎直兩個(gè)方向的受力，能精確控制和調(diào)節(jié)切削速度。

優(yōu)選的是，所述土槽底部設(shè)有排水孔，所述排水孔連接排水管，所述排水管上設(shè)有閥門。

優(yōu)選的是，傳感器前方設(shè)置有擋板，防止切削過程中堆積土過多而觸碰到傳感器及導(dǎo)線。

優(yōu)選的是，土槽的材料為聚甲醛板。

本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果：本實(shí)用新型所述基于變頻器控速的新型二維切削試驗(yàn)裝置通過切削速度控制系統(tǒng)的設(shè)置，能夠精確控制切削速度；所述基于變頻器控速的新型二維切削試驗(yàn)裝置通過切削力量測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置，可以用來測(cè)量高含水率、高相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度條件下，各種土樣的法向壓應(yīng)力與切向剪切強(qiáng)度，并通過幾組不同切削角度的二維切削試驗(yàn)得出界面抗剪直線，從而得土的粘聚力c和摩擦角φ這兩個(gè)土的強(qiáng)度指標(biāo)，也可以測(cè)量不同條件下（不同切削角度、切削厚度、刀面形狀）刀片切削土體時(shí)的切削力。

附圖說明

圖1為直剪儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為疊環(huán)式單剪儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的刀片切削土樣的示意圖；

圖5為施加水平方向力Fx后的標(biāo)定曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。