[實用新型]一種可施加圍壓的豎向剪切面環剪試驗儀

有效

• 申請號: 201820384898.0
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN208125530U
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（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）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 馮必發;金慧君

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

2.根據權利要求1所述的可施加圍壓的豎向剪切面環剪試驗儀，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，圓柱形承臺與內剪切盒通過螺栓連接固定，所述剪切動力系統安裝在底座上，所述左立柱與右立柱為監測傳感系統的安裝提供支撐，所述上反力梁為液壓伺服加載系統的安裝提供穩定支撐與安裝空間。

3.根據權利要求2所述的可施加圍壓的豎向剪切面環剪試驗儀，其特征在于，所述剪切動力系統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，并驅動剪切空心大齒輪轉動，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動帶動外剪切盒的轉動，所述剪切空心大齒輪環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定自由轉動，所述變頻器能夠對無級變速電機的輸出轉速進行穩定調節，進而實現不同剪切速率下的剪切過程。

4.根據權利要求3所述的可施加圍壓的豎向剪切面環剪試驗儀，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，所述外罩的內壁設有呈環向均勻布置的豎向導軌，所述外底板上設有呈環向均勻布置的剪切板，所述剪切板和豎向導軌的位置錯開，所述外頂蓋的外壁開有與豎向導軌相適配的豎向導槽，所述外頂蓋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，所述豎向導軌的上端卡在豎向導槽內，所述剪切板的上端卡在剪切板槽中，所述剪切動力系統驅動外底板的轉動，所述外底板的轉動帶動外罩轉動，所述外罩通過豎向導軌和剪切板帶動豎向導槽和剪切板槽轉動，進而帶動外頂蓋轉動，共同形成外部環向轉動室。

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

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