[發明專利]一種用于大尺寸矩形土工直剪儀的剪切盒縮尺裝置

有效

• 申請號: 201711207421.1
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107941597B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 馮世進;沈陽
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/24
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

本發明屬巖土工程技術領域，具體涉及一種用于大尺寸矩形土工直剪儀的剪切盒縮尺裝置。由體積不可變的上縮尺盒與體積可變的下縮尺盒兩部分組成，上縮尺盒包括縮尺盒本體、固定螺絲及固定孔，下縮尺盒包括底板、浮置彈簧、上蓋、固定螺絲及固定孔。下縮尺盒通過浮置彈簧連接底板和上蓋，形成高度可變的中空矩形合體，上下縮尺盒的長寬相等，高度按土工直剪儀需求設計。將上下縮尺盒分別固定在土工直剪儀的上下剪切盒中，從而在不用改裝大尺寸矩形土工直剪儀裝置條件下，通過縮小剪切盒尺寸，增大試驗應力水平，實現在土工直剪試驗中對儀器測試能力的增強與拓展。

技術領域

本發明屬巖土工程技術領域，具體涉及一種用于大尺寸矩形土工直剪儀的剪切盒縮尺裝置。

背景技術

在土木工程和巖土工程的科研與實踐中，土工直剪試驗是測試土壤物理力學特性的重要試驗手段，為各大科研院校、工程勘察設計單位、施工單位所普遍采用。傳統的土工直剪試驗需要使用土工直剪儀進行包括慢速剪切、快速剪切等不同類型的實驗，為了獲得更有代表性的實驗數據，目前很多科研單位、勘察設計單位、施工單位普遍配備了大尺寸矩形土工直剪儀，這種大尺寸矩形土工直剪儀一般配備長方形的剪切盒，剪切盒包括上剪切盒與下剪切盒兩部分，剪切盒之間形成剪切面。直剪試驗首先需要在剪切盒豎向施加一個正壓力，正壓力的最大值取決于的直剪儀所能施加的最大力；正壓力施加目的完成后，在直剪儀水平作動裝置的驅動下，上下剪切盒發生相對位移，剪切盒內土體發生變形與破壞，通過對整個剪切過程中變形與受力情況的測量，可以獲得土體材料的剪切力學特性，從而確定測試土體的工程參數。然而，受限于很多儀器的荷載施加能力有限，往往不能測試高正應力條件下的土體剪切特性，此時可以考慮縮小剪切盒尺寸，在豎向力和水平力條件不變的條件下，獲得較高的正應力與切應力，從而實現試驗目的。然而在豎向力和水平力的施加過程中，剪切盒內土體的厚度發生變化，目前亟需能夠實現填充剪切盒內部空間同時能夠實現剪切過程中體積變小的剪切盒縮尺裝置，以使這方面的實驗工作順利進行。

發明內容

本發明的目的在于提供一種大尺寸土工剪切儀剪切盒縮尺裝置。

本發明提出的大尺寸土工剪切儀剪切盒縮尺裝置，由體積不可變的上縮尺盒與體積可變的下縮尺盒兩部分組成，其中：

上縮尺盒4為長方體結構，開口向上，底板下表面水平，其兩側開有上縮尺盒固定孔8；上縮尺盒4尺寸依據安放的大尺寸土體剪切儀的剪切盒尺寸確定，上縮尺盒4的長度應與剪切盒寬度相等，上縮尺盒4的厚度應與大尺寸土工剪切儀的上剪切盒深度相等；

下縮尺盒由下縮尺盒底板1、浮置彈簧2、下縮尺盒上蓋3、下縮尺盒固定螺絲5和下縮尺盒固定孔7組成，下縮尺盒底板1為U形構件，開口向上，底板上表面開有兩個圓形凹槽，浮置彈簧2固定于所述圓形凹槽中，下縮尺盒1上表面兩端還開有兩個下縮尺盒固定孔7，下縮尺盒固定螺絲5穿過下縮尺盒固定孔7可牢固固定在大尺寸剪切儀的下剪切盒的底板上，下縮尺盒蓋板3為U形構件，開口向下，豎向兩壁尺寸與下縮尺盒底板1兩壁尺寸匹配，下縮尺盒底板1的兩壁正好能包住下縮尺盒蓋板3的兩壁，形成中空的構件形式，浮置彈簧2上下兩端分別與下縮尺盒蓋板3下表面與下縮尺盒底板1上表面接觸，使整個下縮尺盒為一個在豎向厚度可變，在縱向厚度固定的剛性構件；下縮尺盒的尺寸依據安放的大尺寸土體剪切儀的剪切盒尺寸確定，下縮尺盒的長度應與下剪切盒的寬度相等，下縮尺盒整體的厚度可變，最大厚度與最小厚度均取決于大尺寸土工直剪儀下剪切盒的最大深度與最小深度；

具有上縮尺盒的大尺寸土體剪切儀的剪切盒放置于具有下縮尺盒的大尺寸土體剪切儀的剪切盒上方，形成縮尺后的剪切盒體系。

本發明中，下縮尺盒的尺寸依據安放的大尺寸土體剪切儀的剪切盒尺寸確定，下縮尺盒的長度應與下剪切盒的寬度相等，下縮尺盒整體的厚度可變，最大厚度與最小厚度均取決于大尺寸土工直剪儀下剪切盒的最大深度與最小深度。

本發明中，所述上縮尺盒4為鋼制凹槽形構件。

本發明中，所述下縮尺盒底板1為鋼制U形構件。