[發明專利]一種新型土工動力直剪試驗裝置

有效

• 申請號: 201710113419.1
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106644768B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王帥;雷學文;董云潔;孟慶山;徐亞飛;周疆豪;蘇鍵;龔嶼;衛一豐
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

1.一種新型土工動力直剪試驗裝置，包括直剪儀(100)和用于采集試樣位置變化數信息的傳感采集模塊(600)，其特征在于：還包括直剪模塊(200)，水位波動模塊(300)，干濕循環模塊(400)和試樣變形監測模塊(500)；

所述直剪儀(100)包括用于放置試樣的透明玻璃試樣盒和底座(107)，所述透明玻璃試樣盒包括上下對稱扣合的方形試樣盒a(101a)和方形試樣盒b(101b)，試樣盒內從上到下依次設有加載蓋(103)、頂部透水石(102a)、試樣A和底部透水石(102b)，所述的方形試樣盒b(101b)底部側邊開設有與試樣盒內部貫通的進水口(104)，方形試樣盒b(101b)底部底面嵌設有方形試樣盒滾珠槽(105)和滾珠(106)，所述的方形試樣盒b(101b)周向外側壁上開設有滑動槽(110)，所述的底座(107)為十字型支座，支座中部上方設有方形試樣盒固定支架(109)，底座(107)中部上表面開設有底座滾珠槽(108)；

所述直剪模塊(200)對稱分布在直剪儀(100)四周，直剪模塊活動端與直剪儀(100)相連，用于為試樣提供水平載荷；

所述水位波動模塊(300)連接在直剪儀(100)一側，用于模擬潮汐荷載；

所述干濕循環模塊(400)與直剪儀(100)底部連接，用于模擬降雨和蒸發；

所述試樣變形監測模塊(500)設置在直剪儀(100)側邊，用于觀測并記錄試樣在實驗過程中的變形；

所述傳感采集模塊(600)的測量端安裝在直剪儀(100)周圍，輸出端與計算機相連，用于檢測試樣試驗過程中位移變化；

所述水位波動模塊(300)包括水箱(301)，所述水箱(301)底部連接有平板狀的升降臺(302)，所述升降臺(302)底部連接有電動推桿(303)，所述電動推桿(303)由驅動器(304)驅動，并由控制器(305)控制，所述水箱(301)為圓筒狀結構，水箱側壁從上至下依次設置有水箱進水口(310a)、水箱溢水口(310b)和水箱出水口(310c)，所述水箱出水口(310c)與直剪儀(100)的進水口(104)連接；

所述干濕循環模塊(400)包括PID溫控系統(410)和三通閥門(420)，所述三通閥門(420)一端用于連接直剪儀(100)的進水口(104)，一端與PID溫控系統(410)連接，另一端用于連接水位波動模塊的水箱出水口(310c)。

2.如權利要求1所述的一種新型土工動力直剪試驗裝置，其特征在于：所述直剪模塊(200)包括氣缸加載系統和/或電動推桿加載系統，所述的氣缸加載系統包括依次連接的水平氣缸(201)、空氣壓縮機(202)、調壓閥(203)和豎向氣缸(206)，所述水平氣缸(201)水平安裝于十字型底座(107)四周，所述豎向氣缸(206)安裝于加載蓋(103)正上方，由調壓閥(203)輸出壓力；所述的電動推桿加載系統包括相連接的水平電動推桿(204)和水平電動推桿驅動器(205)，水平電動推桿驅動器(205)與計算機連接。

3.如權利要求1所述的一種新型土工動力直剪試驗裝置，其特征在于：所述試樣變形監測模塊(500)包括高清攝像頭(501)和一對呈一定角度連接的平面鏡(502)，所述高清攝像頭(501)和平面鏡(502)相對布置，周向設置在直剪儀(100)側邊。

4.如權利要求1所述的一種新型土工動力直剪試驗裝置，其特征在于：所述傳感采集模塊(600)包括霍爾元件(601)、永久磁鐵(602)、拉壓傳感器(603)、鐵板(604)和位移計(605)；所述霍爾元件(601)和永久磁鐵(602)為標準件，霍爾元件(601)安裝在方形試樣盒a(101a)下方四條邊緣線的中點，永久磁鐵(602)安裝在方形試樣盒b(101b)上方四條邊緣線的中點，和霍爾元件(601)一一對應；所述拉壓傳感器(603)活動端安裝在方形試樣盒b(101b)四周的滑動槽(110)內，在拉壓傳感器(603)活動端頂端裝有軸端滾珠(603a)，軸端滾珠(603a)在滑動槽(110)內滑動，拉壓傳感器(603)輸出端與水平氣缸(201)或水平電動推桿(204)相連；所述位移計(605)為標準件，其測量端和鐵板(604)相連，鐵板(604)水平安裝在加載蓋(103)的正上方，位移計(605)的輸出端和計算機相連。