[發(fā)明專利]定向低摩擦的自平衡式大型室內(nèi)直剪儀及其工作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910017562.X
• 申請(qǐng)日: 2019-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN109406303A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧濤;高翔;張瑾璇;楊圣敏;關(guān)振長(zhǎng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/24
• 分類號(hào): G01N3/24;G01N3/02
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊;郭東亮

本發(fā)明涉及一種定向低摩擦的自平衡式大型室內(nèi)直剪儀，包括用于盛裝土樣的上剪切盒與下剪切盒，所述上剪切盒無底蓋，所述下剪切盒無頂蓋，上剪切盒的底部經(jīng)第一滾體支撐在下剪切盒的頂部并經(jīng)水平加載千斤頂驅(qū)動(dòng)沿剪切方向進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)；上剪切盒的內(nèi)頂部設(shè)置有經(jīng)豎向加載千斤頂驅(qū)動(dòng)進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)的剪切盒蓋板，豎向加載千斤頂?shù)捻敳拷?jīng)第二滾體在其上方的機(jī)架平面上沿剪切方向進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)。該定向低摩擦的自平衡式大型室內(nèi)直剪儀的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種定向低摩擦的自平衡式大型室內(nèi)直剪儀及其工作方法，屬于巖土工程測(cè)量設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在巖土工程領(lǐng)域，剪切破壞作為土體失穩(wěn)的主要模式，能否準(zhǔn)確測(cè)量土體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)在巖土工程建設(shè)中尤為重要。常用的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)測(cè)量方法包括：原位十字板試驗(yàn)、原位大型直剪試驗(yàn)、室內(nèi)三軸壓縮試驗(yàn)、室內(nèi)小型直剪試驗(yàn)等。其中，室內(nèi)小型直剪儀具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用。

但常規(guī)的室內(nèi)小型直剪儀，受限于自身尺寸，無法真實(shí)反映土體抗剪強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)，更無法對(duì)含有碎石的土樣測(cè)定其抗剪強(qiáng)度。若將室內(nèi)直剪儀大型化，則至少需要克服以下幾個(gè)問題：上下盒之間的摩擦將抵消一部分剪切力，使得測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確；上下盒錯(cuò)開較大行程后，法向力和剪切力的方向不容易控制（易發(fā)生偏心）；需要大型的反力裝置來提供較大的法向力和剪切力。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種定向低摩擦的自平衡式大型室內(nèi)直剪儀及其工作方法，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且便捷高效。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種定向低摩擦的自平衡式大型室內(nèi)直剪儀，包括用于盛裝土樣的上剪切盒與下剪切盒，所述上剪切盒無底蓋，所述下剪切盒無頂蓋，上剪切盒的底部經(jīng)第一滾體支撐在下剪切盒的頂部并經(jīng)水平加載千斤頂驅(qū)動(dòng)沿剪切方向進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)；上剪切盒的內(nèi)頂部設(shè)置有經(jīng)豎向加載千斤頂驅(qū)動(dòng)進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)的剪切盒蓋板，豎向加載千斤頂?shù)捻敳拷?jīng)第二滾體在其上方的機(jī)架平面上沿剪切方向進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選的，所述第一滾體包括分布在上剪切盒與下剪切盒銜接處的兩相對(duì)側(cè)的若干滾珠，其中上剪切盒的底部?jī)上鄬?duì)側(cè)邊緣對(duì)稱設(shè)有沿剪切方向延伸的V型上槽，下剪切盒的頂部?jī)上鄬?duì)側(cè)邊緣對(duì)稱設(shè)有沿剪切方向延伸的V型下槽，所述滾珠中下部均嵌入同側(cè)的V型下槽、中上部均嵌入同側(cè)的V型上槽。

優(yōu)選的，所述上剪切盒的兩相對(duì)外側(cè)部上均開設(shè)有沿剪切方向延伸的倒90度“凸”字形定向滾槽，所述下剪切盒的兩相對(duì)外側(cè)部上均經(jīng)螺栓螺接有定向輪把手，所述定向輪把手的頂部均設(shè)置有輪槽，輪槽上均安裝有用以嵌入定向滾槽的定向滾輪。

優(yōu)選的，所述下剪切盒的每側(cè)定向滾輪數(shù)量至少為兩個(gè)。

優(yōu)選的，所述上剪切盒無頂蓋，所述剪切盒蓋板經(jīng)豎向加載千斤頂驅(qū)動(dòng)壓緊在土樣頂部表面，豎向加載千斤頂頂部設(shè)置有一水平承載板，水平承載板上表面設(shè)置有凹槽，所述第二滾體包括若干根臥式滾柱，若干根臥式滾柱的軸線垂直于剪切方向且下部均部分位于凹槽內(nèi)部，若干根臥式滾柱的頂部與機(jī)架平面滾動(dòng)配合。

優(yōu)選的，所述機(jī)架包括反力框架，反力框架由水平的反力框頂板、反力框底板組成，反力框底板的四個(gè)角落均豎直固設(shè)有反力框螺桿，反力框頂板的四個(gè)角落均設(shè)置有用以反力框螺桿穿過的安裝通孔，反力框頂板下表面與第二滾體接觸、上表面經(jīng)旋緊在穿過安裝通孔的反力框螺桿頂部螺母鎖緊。

優(yōu)選的，所述反力框底板上固設(shè)有一豎直的反力框側(cè)板，反力框側(cè)板內(nèi)側(cè)與安裝在上剪切盒側(cè)部的水平加載千斤頂外端部頂接、外側(cè)與反力框底板之間固設(shè)有加強(qiáng)肋。

優(yōu)選的，所述反力框底板上固設(shè)有若干根螺柱，下剪切盒的內(nèi)底部設(shè)置有用以螺柱穿過的安裝通孔。