[實用新型]一種直剪蠕變儀剪應力控制裝置

有效

• 申請號: 201920696948.3
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN210513962U
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 朱明星;滕超;周紅星;蘇樹清;曾子明
• 申請（專利權）人: 中交四航工程研究院有限公司;中交第四航務工程局有限公司;廣州港灣工程質量檢測有限公司
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 劉菁菁

本實用新型提供了一種直剪蠕變儀剪應力控制裝置，其主要包括液體容器、砝碼容器、多個應力控制容器，砝碼容器置于液體容器內部，液體容器底通過管路與多個應力控制容器串聯聯通，相鄰的應力控制容器之間及液體容器與應力控制容器之間設置有切斷及連通的機構以改變液體容器內底面積與串聯聯通的各應力控制器的內底面積之和。本實用新型作為直剪蠕變儀的附屬裝置使用，隨著剪切的發生，砝碼容器會與液體容器產生相對位移，有效剪力會減小，通過控制不同的應力控制容器與液體容器的聯通來控制不同的液面上升速率，以滿足不同剪應力下，浮力的增加值(即有效剪力的減小值)等于有效面積減小值與剪應力的乘積，進而控制土樣在剪切過程中剪應力恒定。

技術領域

本實用新型涉及土工室內試驗技術領域。

背景技術

直剪蠕變試驗是在某一特定面上剪切土的試樣，保持剪應力恒定，測定剪切位移隨時間變化的試驗。目前常用的直剪蠕變試驗儀則是在某一特定剪切面上，通過施加砝碼，測試在一定剪力F下土的應變隨時間的變化，來研究土的蠕變性質。但是蠕變是指剪應力不變(剪應力＝剪力/受剪面積：T＝F/S)情況下應變隨時間的變化，因此傳統直剪蠕變儀是建立在有效受剪面積不變的前提之下。其試驗裝置主要由剪切盒、加力系統及測量系統組成，原理清晰、操作簡單，試驗儀器如圖1所示。

但是在實際情況下，隨著剪切的發生，上下剪切盒相互錯開，土樣有效受剪面積會逐漸減小，而剪力是砝碼質量提供的，不會隨剪切位移的發生而變化，剪應力就隨著剪切位移的發生而不斷增大。因此，傳統的直剪蠕變儀嚴格來講不符合蠕變試驗的前提。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種確保試驗過程中剪應力保持不變而準確測量剪切位移的試驗裝置。

為了實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：一種直剪蠕變儀剪應力控制裝置，其包括液體容器、砝碼容器和多個應力控制容器，液體容器內盛裝有液體，作為蠕變試驗中剪應力砝碼放置于砝碼容器內，砝碼容器置于液體容器的液體中在重力及浮力的作用下保持直立地上浮及下沉，液體容器底部通過管路與多個應力控制容器串聯聯通，相鄰的應力控制容器之間及液體容器與應力控制容器之間設置有切斷及連通的機構，改變所述機構的切斷或連通的狀態，使液體容器內底面積與串聯聯通的各應力控制容器的內底面積之和S_有效滿足

S_砝碼為砝碼容器外底面積；L為蠕變試驗中方形剪切盒垂直于剪切方向的邊長，τ為剪應力；ρ為液體密度；g為重力加速度。

作為優選方案，液體容器內盛裝的液體為硅油。

所述砝碼容器置于液體容器內部，砝碼容器外壁四周上部均布有多個導輪，導輪與液體容器內部滾動接觸以限定砝碼容器在上浮及下沉過程中保持直立。

相鄰的應力控制容器之間及液體容器與應力控制容器之間設置有橡膠管用于連通，橡膠管上設有夾子用于切斷管路。

本實用新型作為直剪蠕變儀的附屬裝置使用，砝碼容器用于為剪切試驗提供剪切力，隨著剪切的發生，砝碼容器會在液體容器內下沉，液體容器中的硅油液面會隨之升高，砝碼容器受到的浮力會隨之增大，有效剪力會減小。通過控制不同的應力控制容器與液體容器的聯通來控制不同的液面上升速率，以滿足不同剪力下，浮力的增加值(即有效剪力的減小值)等于有效面積減小值與剪應力的乘積，進而控制土樣在剪切過程中剪應力恒定。本實用新型通過附加裝置的方式，操作簡單，可行性強，解決了傳統直剪蠕變儀剪應力不恒定的缺陷。

附圖說明

現結合說明書附圖，對本實用新型的技術方案作進一步地描述。

圖1為傳統直剪蠕變儀的側視圖；

圖2為本實用新型的直剪蠕變儀剪應力控制裝置的結構示意圖；

圖3為加上本實用新型的直剪蠕變儀剪應力控制裝置后的直剪蠕變儀的側視圖；