[發明專利]用于空心圓柱扭剪試驗裝樣設備的卯榫構件及其使用方法

在審

• 申請號: 201710045449.3
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106840847A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 方華建;孫苗苗;徐慶華;陳秀良;李雪梅;張超杰
• 申請（專利權）人: 浙江省水利河口研究院
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所(普通合伙)33220
• 代理人: 蔣衛東

技術領域

本發明涉及一種室內土工試驗空心圓柱扭剪試驗裝樣輔助設備及其使用方法，特別是涉及一種消除頂帽等對空心圓柱土樣產生較大初始壓應力的裝樣設備的卯榫構件及利用該設備完成裝樣的方法。

背景技術

空心圓柱扭剪儀就實際應用而言，關鍵的試驗技術在于裝樣過程，這是探究不同土質在主應力軸旋轉等復雜路徑下性狀的技術保障。空心圓柱土樣的上透水石、頂帽、頂蓋質量過大，對于常用尺寸(外徑100mm，內徑60mm，高200mm)的英國GDS公司的動態空心圓柱系統和美國GCTS公司的動態空心圓柱扭剪儀上述三者的質量為2.8kg左右，折合為應力是5.5kPa。裝樣過程中，空心土樣還未施加內外圍壓的情況下，三者的質量成為額外施加在土樣上的軸向應力，使土體受到擾動；試驗過程中，成為額外施加的軸向應力。

有基于此，提出本發明。

發明內容

針對現有技術的上述技術問題，本發明的目的是提供一種用于空心圓柱扭剪試驗裝樣設備的卯榫構件及其使用方法，其消除了頂帽等在裝樣過程中對空心圓柱土樣產生的較大初始壓應力，減小土體擾動。

為達到上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種用于空心圓柱扭剪試驗裝樣設備的卯榫構件，包括異型榫頭和異型卯眼，所述異型榫頭上設有安裝圓形不銹鋼銷的銷孔，且異型榫頭上設有弧形槽口，所述異型卯眼設有平直槽口，所述弧形槽口和平直槽口內均設有立柱止滑片，所述異型榫頭和異型卯眼之間設有上透水石頂帽頂蓋止滑片。

所述的卯榫構件應用于空心圓柱扭剪試驗裝樣設備上，所述的空心圓柱扭剪試驗裝樣設備包括底盤，所述的立柱安裝在底盤上，所述的立柱上安裝有上蓋板，所述的底盤上設有底座，所述卯榫構件將上透水石環抱捆緊，所述上透水石上設有頂帽頂蓋，所述頂帽頂蓋的上方連接有軸向滑動桿，所述的軸向滑動桿上設有定位螺絲。

所述的立柱為下端帶螺紋的不銹鋼立柱，所述的不銹鋼立柱為三根，且三根不銹鋼立柱呈正三角形布置在底盤上。

所述的上透水石頂帽頂蓋止滑片的中間帶有120°弧形。

所述的圓形不銹鋼銷為T型，且圓形不銹鋼銷的下端直徑等于銷孔直徑。

一種用于空心圓柱扭剪試驗裝樣設備的卯榫構件的使用方法，包括以下步驟：

(1)將上透水石、頂帽頂蓋用螺絲擰好，然后依次與軸向滑動桿、軸向連接桿連接，對軸向荷載傳感器讀數清零，并將上透水石、頂帽頂蓋依次拆卸下來，準備裝樣；

(2)將空心圓柱土樣按照正常裝樣順序安裝到底座上，上透水石對中放置在空心圓柱土樣上，保證上透水石接觸到空心圓柱土樣但沒有應力作用，依次安裝三個卯榫構件，首尾相連并將用上透水石環抱捆緊，銷孔處插入圓形不銹鋼銷，即可將上透水石和三個卯榫構件連為整體，通過立柱止滑片固定于不銹鋼立柱上；

(3)將頂帽頂蓋依次安裝到上透水石上，安裝上蓋板于三根不銹鋼立柱上，頂帽頂蓋連接到軸向滑動桿上，用定位螺絲固定于上蓋板上，依次拆除圓形不銹鋼銷和三個卯榫構件，完成排氣、翻乳膠膜，接反壓控制器連接管后，罩上外圍壓壓力室，將軸向滑動桿與軸向連接桿連接，電腦上設置軸向作動器，反饋改為“Axial Displacement”位移控制，擰松定位螺絲，軸向應力正常顯示為零，即完成無擾動、無額外軸向應力的空心圓柱扭剪試驗的裝樣。

本發明的有益效果如下：

本發明用于空心圓柱扭剪試驗裝樣設備的卯榫構件及其使用方法，能夠消除傳統安裝方法產生的較大初始壓應力，減小土體擾動，使裝樣更穩定安全，試驗數據更為可靠，為開展復雜應力條件下軟粘土的試驗研究提供了設備保障。同時裝樣設備經濟成本低，結構簡單、使用方便、省時省力、適用性強，各個設計環節合理而有效地利用了材料特性和試驗經驗，避免了試驗儀器重復配置造成的資源浪費，從而達到了良好的試驗效果。

附圖說明

圖1是利用本發明裝樣設備進行空心圓柱扭剪試驗裝樣的示意圖；

圖2是本發明空心圓柱扭剪儀裝樣設備的俯視結構示意圖；

圖3是本發明的卯榫構件的俯視結構示意圖；

圖4是本發明的卯榫構件的立體結構示意圖；

其中，底盤1、不銹鋼立柱2、卯榫構件3、圓形不銹鋼銷4、頂帽頂蓋5、上透水石6、空心圓柱土樣7、底座8、異型榫頭9、異型卯眼10、立柱止滑片11、上透水石頂帽頂蓋止滑片12、銷孔13、上蓋板14、軸向滑動桿15、定位螺絲16。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。