[實用新型]一種可施加圍壓的豎向剪切面環(huán)剪試驗儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820384898.0
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN208125530U
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 寧奕冰;唐輝明;蔡毅;申培武;何成;安鵬舉;李昺;蘇雪雪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學（武漢）
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 馮必發(fā);金慧君

1.一種可施加圍壓的豎向剪切面環(huán)剪試驗儀，其特征在于，包括框架、剪切盒、液壓伺服加載系統(tǒng)、監(jiān)測傳感系統(tǒng)、剪切動力系統(tǒng)和控制裝置，所述框架支撐剪切盒、液壓伺服加載系統(tǒng)、監(jiān)測傳感系統(tǒng)和剪切動力系統(tǒng)，所述剪切盒包括內(nèi)剪切盒和外剪切盒，所述內(nèi)剪切盒安裝在外剪切盒內(nèi)，且內(nèi)剪切盒與外剪切盒滑動安裝在一起，所述內(nèi)剪切盒靜止不動，所述外剪切盒能環(huán)向轉(zhuǎn)動，所述剪切動力系統(tǒng)連接外剪切盒，并驅(qū)動外剪切盒的環(huán)向轉(zhuǎn)動，所述液壓伺服加載系統(tǒng)包括法向加壓裝置和環(huán)形傳力板，所述法向加壓裝置沿豎直方向插在內(nèi)剪切盒的中間，提供法向應力，所述環(huán)形傳力板安裝在剪切盒的上方，傳遞豎向圍壓，所述監(jiān)測傳感系統(tǒng)實時感應土樣的剪切數(shù)據(jù)，并傳輸給控制裝置，所述控制裝置據(jù)此對法向加壓裝置的法向應力及環(huán)形傳力板的豎向圍壓進行定量控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可施加圍壓的豎向剪切面環(huán)剪試驗儀，其特征在于，所述框架包括左立柱、右立柱、上反力梁和底座，所述左立柱和右立柱固定在底座上，所述剪切盒在左立柱和右立柱之間，所述上反力梁固定在左立柱和右立柱之間，且上反力梁在剪切盒的上方，所述底座通過螺栓與地面固定，所述底座的中間凸起一圓柱形承臺，圓柱形承臺與內(nèi)剪切盒通過螺栓連接固定，所述剪切動力系統(tǒng)安裝在底座上，所述左立柱與右立柱為監(jiān)測傳感系統(tǒng)的安裝提供支撐，所述上反力梁為液壓伺服加載系統(tǒng)的安裝提供穩(wěn)定支撐與安裝空間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可施加圍壓的豎向剪切面環(huán)剪試驗儀，其特征在于，所述剪切動力系統(tǒng)包括剪切空心大齒輪、主動小齒輪、無級變速電機、變頻器、大齒輪末端支撐軸承和大齒輪中部連接軸承，所述變頻器固定在底座上，所述變頻器連接無級變速電機，所述無級變速電機的主動轉(zhuǎn)軸上連接主動小齒輪，所述主動小齒輪與剪切空心大齒輪嚙合，并驅(qū)動剪切空心大齒輪轉(zhuǎn)動，所述外剪切盒固定在剪切空心大齒輪上，所述剪切空心大齒輪的轉(zhuǎn)動帶動外剪切盒的轉(zhuǎn)動，所述剪切空心大齒輪環(huán)套于底座上凸起的圓柱形承臺的四周，所述剪切空心大齒輪與圓柱形承臺之間設置有大齒輪中部連接軸承，所述剪切空心大齒輪的下部通過大齒輪末端支撐軸承與框架中的底座相連，保證剪切空心大齒輪的穩(wěn)定自由轉(zhuǎn)動，所述變頻器能夠?qū)o級變速電機的輸出轉(zhuǎn)速進行穩(wěn)定調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)不同剪切速率下的剪切過程。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可施加圍壓的豎向剪切面環(huán)剪試驗儀，其特征在于，所述外剪切盒包括外底板、外罩和外頂蓋，所述外底板通過螺栓固定在剪切空心大齒輪上，所述外罩的下端與外底板固定在一起，所述外罩的內(nèi)壁設有呈環(huán)向均勻布置的豎向?qū)к墸鐾獾装迳显O有呈環(huán)向均勻布置的剪切板，所述剪切板和豎向?qū)к壍奈恢缅e開，所述外頂蓋的外壁開有與豎向?qū)к壪噙m配的豎向?qū)Р郏鐾忭斏w的底部開有與剪切板相適配的剪切板槽，將外頂蓋插入外罩中，所述豎向?qū)к壍纳隙丝ㄔ谪Q向?qū)Р蹆?nèi)，所述剪切板的上端卡在剪切板槽中，所述剪切動力系統(tǒng)驅(qū)動外底板的轉(zhuǎn)動，所述外底板的轉(zhuǎn)動帶動外罩轉(zhuǎn)動，所述外罩通過豎向?qū)к壓图羟邪鍘迂Q向?qū)Р酆图羟邪宀坜D(zhuǎn)動，進而帶動外頂蓋轉(zhuǎn)動，共同形成外部環(huán)向轉(zhuǎn)動室。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可施加圍壓的豎向剪切面環(huán)剪試驗儀，其特征在于，所述內(nèi)剪切盒包括內(nèi)底板和內(nèi)頂蓋，所述內(nèi)底板上設有呈環(huán)向均勻布置的土樣固定刀片，所述內(nèi)頂蓋的內(nèi)壁設有內(nèi)導條，所述內(nèi)底板固定在圓柱形承臺上，所述內(nèi)頂蓋與環(huán)形傳力板相連，共同形成內(nèi)部靜止室。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可施加圍壓的豎向剪切面環(huán)剪試驗儀，其特征在于，所述內(nèi)頂蓋的上部設置有水平氣泡儀，所述內(nèi)底板上開有四處沿環(huán)向分布的排水口，沿排水口向下開有排水槽，且所述排水槽延伸到內(nèi)底板下方的底座內(nèi)，所述排水槽內(nèi)鋪設排水管，所述排水口處設有一層過濾網(wǎng)，所述排水口上設有一密封蓋，所述密封蓋能進行轉(zhuǎn)動，進而實現(xiàn)排水口的打開和密封，用于實現(xiàn)排水剪切過程和不排水剪切過程。