[發(fā)明專利]一種智能化自旋式空心圓柱界面剪切儀及其測試方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110779192.0
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113640213A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉偉;徐湘田;王永濤
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古大學(xué)
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02;G01N3/22;G01N3/24;G01N3/08;G01F22/00
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 朱廣

1.一種智能化自旋式空心圓柱界面剪切儀，其特征在于：包括土樣區(qū)(1)，土樣區(qū)(1)內(nèi)部設(shè)置有實(shí)心圓柱(2)，實(shí)心圓柱(2)上部設(shè)置有頂端平衡器(3)，頂端平衡器(3)上部與頂部總控器(8)連接，頂部總控器(8)與反力支架體系(14)固定連接，頂端平衡器(3)旁邊設(shè)置有土樣扭力控制系統(tǒng)(4)，土樣區(qū)(1)外部設(shè)置有周圍壓力室(5)，土樣區(qū)(1)底部設(shè)置有試樣加載底板(19)，試樣加載底板(19)與實(shí)心圓柱扭力傳遞軸(9)連接，所述實(shí)心圓柱扭力傳遞軸(9)與扭力測試及轉(zhuǎn)動位移測試系統(tǒng)(20)連接，所述扭力測試及轉(zhuǎn)動位移測試系統(tǒng)(20)下方設(shè)置有扭力施加控制器及數(shù)采總控器(10)，試樣加載底板(19)下部與總控箱(11)連接，所述總控箱(11)上設(shè)置有扭力控制箱(15)，扭力測試及轉(zhuǎn)動位移測試系統(tǒng)(20)設(shè)置在扭力控制箱(15)內(nèi)，反力支架體系(14)上設(shè)置有外置水位平衡器(25)，外置水位平衡器(25)分別與總體變測試傳感器(13)和空氣壓縮器(12)連接，空氣壓縮器(12)分別與扭力施加控制器及數(shù)采總控器(10)和周圍壓力室(5)連接，周圍壓力室(5)上設(shè)置有體積/壓力控制器(17)，體積/壓力控制器(17)與扭力施加控制器及數(shù)采總控器(10)連接，總控箱(11)與計算機(jī)(21)連接，實(shí)心圓柱(2)表面設(shè)置有實(shí)心圓柱增壓腔(23)，土樣區(qū)(1)與周圍壓力室(5)之間設(shè)置有橡皮膜(22)，土樣區(qū)(1)上面設(shè)置有豎向位移傳感器(24)，土樣扭力控制系統(tǒng)(4)與土樣區(qū)(1)之間設(shè)置有扭力施加固定卡扣(6)；

所述實(shí)心圓柱(2)上設(shè)置有實(shí)心圓柱摩擦力傳感器(7)，總控箱(11)與電源(18)連接，實(shí)心圓柱(2)和頂端平衡器(3)之間設(shè)置有實(shí)心圓柱頂部固定卡扣(16)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化自旋式空心圓柱界面剪切儀，其特征在于：所述扭力施加固定卡扣(6)上設(shè)置有卡鎖系統(tǒng)(26)，土樣區(qū)(1)上部設(shè)置有試樣頂蓋(27)，試樣頂蓋(27)上設(shè)置有固定針頭(28)和固定刀片(29)，固定針頭(28)和固定刀片(29)嵌入到土樣區(qū)(1)內(nèi)，土樣區(qū)(1)內(nèi)壁上設(shè)置有O型圈固定槽(30)，頂端平衡器(3)外部周壁上設(shè)置有外部套筒(31)，實(shí)心圓柱(2)上頂端設(shè)置有實(shí)心圓柱卡鎖(32)，頂端平衡器(3)和實(shí)心圓柱頂部固定卡扣(16)之間設(shè)置有平衡調(diào)整控制系統(tǒng)(33)；

土樣區(qū)(1)底部設(shè)置有實(shí)心圓柱底部卡槽(35)，實(shí)心圓柱底部卡槽(35)內(nèi)設(shè)置有實(shí)心圓柱密封圈(34)，實(shí)心圓柱(2)與周圍壓力室(5)通過實(shí)心圓柱密封圈(34)密封接觸，所述橡皮膜(22)上設(shè)置有O型圈，O型圈卡在O型圈卡槽(36)內(nèi)，所述土樣區(qū)(1)底部設(shè)置有底部進(jìn)排水孔(37)，試樣加載底板(19)上設(shè)置有滑動底盤(38)，試樣加載底板(19)和滑動底盤(38)之間設(shè)置有固定螺栓(39)，土樣區(qū)(1)底部側(cè)邊設(shè)置有水流分口系統(tǒng)(40)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能化自旋式空心圓柱界面剪切儀，其特征在于：所述滑動底盤(38)包括上盤(41)和下盤(42)，所述上盤(41)和下盤(42)之間設(shè)置有轉(zhuǎn)動支撐滑動系統(tǒng)(43)，上盤(41)和下盤(42)之間圍成一個轉(zhuǎn)動內(nèi)室(44)，轉(zhuǎn)動支撐滑動系統(tǒng)(43)內(nèi)置有鋼珠和潤滑劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能化自旋式空心圓柱界面剪切儀，其特征在于：所述實(shí)心圓柱(2)上設(shè)置有外部接觸腔(45)，實(shí)心圓柱(2)外周壁上設(shè)置有外部摩擦面(46)，外部接觸腔(45)內(nèi)設(shè)置有加壓柔性壁面(47)，實(shí)心圓柱(2)內(nèi)部設(shè)置有中心不銹鋼支撐柱(48)，中心不銹鋼支撐柱(48)外周壁上設(shè)置有緩沖區(qū)(49)，外部接觸腔(45)內(nèi)設(shè)置有土樣倉(50)，緩沖區(qū)(49)內(nèi)設(shè)置有增壓控制室(51)，外部接觸腔(45)內(nèi)設(shè)置有土樣盒(52)和摩擦力傳感器測試觸頭(52)，土樣盒(52)和摩擦力傳感器測試觸頭(52)放置在增壓倉支撐架(53)上，所述實(shí)心圓柱(2)周壁上設(shè)置有不銹鋼支撐壁面(54)，不銹鋼支撐壁面(54)外表面為支撐柱表面(55)。