[發(fā)明專利]便攜式土體原位剪切試驗裝置及其試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110051470.0
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112378784B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金濤;胡卸文;趙立明;黃光林;鄭銳杰;賀旭榮;薛松;韓玫;席傳杰;楊相斌
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

1.一種便攜式土體原位剪切試驗裝置，其特征在于，圓筒體的機(jī)箱（11）上部套裝固定在上軸承外環(huán)（131）上，剪切核心（22）上部圓柱段固定在上軸承內(nèi)環(huán)（132）上，且剪切核心（22）和機(jī)箱（11）以及上軸承（13）三者頂面齊平；圓環(huán)形的施力轉(zhuǎn)盤（141）與機(jī)箱（11）同軸設(shè)置、且二者之間均布固聯(lián)有多根連桿（142），機(jī)箱下部固定在下軸承內(nèi)環(huán)（151）上，下軸承外環(huán)（152）固定在位于下軸承（15）下面的錨固反壓板（162）上，在試驗時錨固反壓板采用錨釘（161）固定在待測土體（53）的地表（51）上，剪切核心（22）底部有至少兩個柱狀突起，剪切核心（22）下部空腔內(nèi)從下向上依次有用作施加壓力于試驗土芯（46）上表面的橡膠塞（33）、電磁鐵下片（32）和電磁鐵上片（31），串聯(lián)直桿（34）活動穿插在橡膠塞（33）、電磁鐵下片（32）和電磁鐵上片（31）三者的中心通孔中，串聯(lián)直桿（34）和電磁鐵上片（31）均與剪切核心（22）相固定，且電磁鐵上、下片（31、32）二者鄰接面的磁極相同；

還具有齒槽卡接機(jī)構(gòu)：機(jī)箱（11）內(nèi)壁上設(shè)有一圈齒槽（12），一個直角三角形的卡齒（216）與齒槽（12）相互作用，且該卡齒（216）的一個角點鉸接在剪切核心（22）上，卡齒拉繩（215）固定在卡齒（216）的直角點與卡齒復(fù)位桿（212）之間，卡齒彈簧（214）套裝在卡齒拉繩（215）上，且卡齒彈簧（214）外端固定在卡齒的直角點上，卡齒彈簧（214）內(nèi)端固定在剪切核心上的圓柱體槽（219）底部，圓柱體槽（219）沿剪切核心徑向設(shè)置，卡齒復(fù)位桿（212）從頂部伸入剪切核心上的內(nèi)孔（213）中，該內(nèi)孔（213）位于圓柱體槽（219）軸心線的延長線上；

多根施力彈簧（231）連接在機(jī)箱（11）內(nèi)壁與剪切核心（22）外表面之間、且當(dāng)機(jī)箱轉(zhuǎn)動時，施力彈簧（231）被拉長；定量標(biāo)示轉(zhuǎn)矩的刻度盤（241）固定在上軸承（13）外環(huán)上表面上，讀數(shù)指針（242）固定在上軸承內(nèi)環(huán)上表面上；

還具有試驗時利用儀器打入待測土體（53）內(nèi)的環(huán)刀系統(tǒng)：內(nèi)環(huán)刀（41）有間隙地設(shè)置在外環(huán)刀（42）內(nèi)，兩個相互垂直的豎向剪切板（44）固定在內(nèi)環(huán)刀（41）內(nèi)腔，內(nèi)環(huán)刀（41）的頂部水平外沿上有至少兩個供剪切核心（22）上的柱狀突起插入固定的圓柱狀孔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式土體原位剪切試驗裝置，其特征在于，所述齒槽卡接機(jī)構(gòu)為沿剪切核心軸心線方向間隔設(shè)置的兩個。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式土體原位剪切試驗裝置，其特征在于，所述卡齒復(fù)位桿（212）伸出剪切核心（22）的頂部上安裝有卡齒復(fù)位旋鈕（211）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式土體原位剪切試驗裝置，其特征在于，所述錨固反壓板（162）為四塊，四塊錨固反壓板（162）均布固定在下軸承（15）外環(huán)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式土體原位剪切試驗裝置，其特征在于，所述剪切核心上的內(nèi)孔（213）設(shè)置在剪切核心（22）的偏心位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式土體原位剪切試驗裝置，其特征在于，所述剪切核心（22）上開有卡齒復(fù)位槽（217）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式土體原位剪切試驗裝置，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)刀（41）和外環(huán)刀（42）的刃口呈內(nèi)斜刃面，豎向剪切板（44）具有刃口。

8.一種利用權(quán)利要求1～7任一權(quán)利要求所述裝置的土體原位剪切試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、選取待進(jìn)行試驗的地面或坡體表面較平整部位；

S2、將內(nèi)環(huán)刀（41）和外環(huán)刀（42）一同壓入待測土體（53），直至待測深度，并將外環(huán)刀（42）繼續(xù)壓入待測土體（53）一微小深度，使內(nèi)環(huán)刀（41）和外環(huán)刀（42）二者的頂部外沿板脫離接觸即可；

S3、將整個試驗裝置通過環(huán)刀卡扣（43）安裝到內(nèi)環(huán)刀（41）上，并將攜帶的蓄電池連接到電磁加載系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)移動電源的輸出功率，調(diào)節(jié)好設(shè)定的上覆壓力；

S4、緩慢轉(zhuǎn)動施力轉(zhuǎn)盤（141），直至剪動待測土體（53），待刻度盤（241）讀數(shù)不再增加后，讀取讀數(shù)；

S5、讀數(shù)完成后即可拆除試驗裝置并將其清理干凈；

S6、在附近區(qū)域選取土體質(zhì)地相同的其他場地，重復(fù)進(jìn)行S1-S5步驟，測得不同的抗剪強度值，取平均值，進(jìn)而獲得該處待測土體（53）抗剪強度值。