一种力控式宽截面环剪仪及其在滑坡研究中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种力控式宽截面环剪仪及其在滑坡研究中的应用。剪切盒的剪切室内沿径向等间距布设同步变形变阻器，依据剪切面径向上变阻器之间的电压变化差异来反映剪切过程中剪切面不同位置处的应力应变差异；所述上、下剪切盒的外环半径远大于其内环半径，两者形成大宽度的环形剪切面，适合模拟土质坡体沿滑面发生的渐进破坏过程；动力旋转系统的伺服电机的输出轴与所述旋转平台上的齿轮啮合连接，传输剪切力于所述下剪切盒；本发明专利技术实施例的环剪仪突出上、下剪切盒内外环间的剪应力应变差距，通过伺服电机对模拟过程的输出剪切力控制，可实现模拟土质坡体的渐进破坏过程，为滑坡成因机理以及临界失稳强度研究提供可靠的实验支持。

A force controlled wide cross section ring shear and its application in the study of landslide

The invention discloses a force controlled wide cross section ring shear instrument and its application in the study of landslide. The indoor shear shear box along the radial space layout of synchronous deformation rheostat, according to the different voltage change between the shear plane radial rheostat to reflect strain differences should be different shear surface in the process of position; the upper and lower shear box outer ring radius is far greater than the inner radius, both formed annular shear width the surface, suitable for the simulation of soil slope along the progressive failure process of sliding surface occurs; connecting gear output shaft and the rotating platform of servo motor power rotation system on the transmission of shear stress on the shear box; the embodiment of the invention the ring shear apparatus, prominent shear between the inner and outer ring of the box the shear stress strain is controlled by the output gap, the shear force servo motor for the simulation process, can simulate the progressive failure process of soil slope, landslide formation mechanism and critical loss Stable strength research provides reliable experimental support.

【技术实现步骤摘要】
一种力控式宽截面环剪仪及其在滑坡研究中的应用
本专利技术涉及一种环剪仪，具体涉及一种力控式宽截面环剪仪。这些性能使得该仪器可用于模拟土质坡体沿滑面发生的渐进破坏过程，亦可为滑坡临界失稳强度的确定提供思路和方法。
技术介绍
环剪仪的最早研制开始于20世纪20年代。早期的环剪仪设计理念较为简单，功能单一，一般主要用于研究土体的剪切强度性质；到了30年代，开始出现较为复杂的环剪仪，使得环剪试验可以同时实现应力、应变双重控制；至60年代，残余强度的研究再次带动了高性能环剪仪的研制，并且出现了两种具有革新意义的环剪仪—Bishop型环剪仪和Bromhead型环剪仪(目前国内较为流行的是Bishop型环剪仪)。发展至今，科学技术的进步亦促进了环剪仪的不断改进与完善，使其在试验精度和功能层面都得到了前所未有的提高。其中，较有代表性的研究进展当属日本京都大学佐佐恭二教授等成功研制的高速环剪实验仪，该项仪器实际上是在Bishop型环剪仪的基础上发展而来，不仅可以实现计算机全程控制，而且还可通过现场地质条件的高度模拟(例如地震等动荷载环境，地下水环境等)来揭示滑坡过程中滑裂面发生的应力变化、孔隙水压力变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种力控式宽截面环剪仪，其特征是，包括环形剪切盒、油压加载系统、动力旋转系统、剪切缝微调系统、监测控制系统和框架；所述环形剪切盒、油压加载系统、动力旋转系统、剪切缝微调系统安装于所述框架中；所述油压加载系统、动力旋转系统、剪切缝微调系统与所述监测控制系统连接；所述环形剪切盒包括上剪切盒与下剪切盒，所述上剪切盒与下剪切盒的外环半径均分别远大于其内环半径，上剪切盒与下剪切盒形成剪切室，所述剪切室内沿径向等间距布设同步变形变阻器，穿过预设的剪切面；所述剪切缝微调系统包括调节所述上剪切盒位置的液压控制仪、监测所述上剪切盒与下剪切盒之间预设剪切裂缝缝宽的测缝计；所述动力旋转系统包括旋转平台、伺服电机，所...

【技术特征摘要】
1.一种力控式宽截面环剪仪，其特征是，包括环形剪切盒、油压加载系统、动力旋转系统、剪切缝微调系统、监测控制系统和框架；所述环形剪切盒、油压加载系统、动力旋转系统、剪切缝微调系统安装于所述框架中；所述油压加载系统、动力旋转系统、剪切缝微调系统与所述监测控制系统连接；所述环形剪切盒包括上剪切盒与下剪切盒，所述上剪切盒与下剪切盒的外环半径均分别远大于其内环半径，上剪切盒与下剪切盒形成剪切室，所述剪切室内沿径向等间距布设同步变形变阻器，穿过预设的剪切面；所述剪切缝微调系统包括调节所述上剪切盒位置的液压控制仪、监测所述上剪切盒与下剪切盒之间预设剪切裂缝缝宽的测缝计；所述动力旋转系统包括旋转平台、伺服电机，所述旋转平台与所述下剪切盒的底部固定连接，所述伺服电机的输出轴与所述旋转平台上的齿轮啮合连接，传输剪切力于所述下剪切盒。2.根据权利要求1所述的一种力控式宽截面环剪仪，其特征是，所述上剪切盒外环靠近剪切面的内侧壁上设有环形水槽，所述环形水槽的槽口处连接孔隙水压力传感器；所述上剪切盒与下剪切盒之间设置橡胶环。3.根据权利要求1所述的一种力控式宽截面环剪仪，其特征是，所述下剪切盒内呈十字设置小于下剪切盒高度的剪切板，两相邻剪切板之间设置所述同步变形变阻器，所述同步变形变阻器通过电缆与电压计连接。4.根据权利要求1所述的一种力控式宽截面环剪仪，其特征是，所述框架包括横杠、底座、中部支撑轴和立柱，所述立柱分别固定于所述底座两侧，所述横杠与所述立柱的顶端固定连接，所述中部支撑轴固定于所述底座中部的凹槽中，穿过所述旋转平台，与所述旋转平台接触处设置竖向轴承。5.根据权利要求4所述的一种力控式宽截面环剪仪，其特征是，所述动力旋转系统还包括光滑滚轮、转动力矩传感器和角位移传感器，所述光滑滚轮位于所述旋转平台的底部，与所述底座连接；所述转动力矩传感器位于所述伺服电机输出轴的齿轮上，监测伺服电机输出的力矩大小；所述角位移传感器位于所述立柱上，监测所述旋转平台转动的角度。6.根据权利要求4所述的一种力控式宽截面环剪仪，其特征是，所述剪切缝微调系统还包括水平盖板、耳板、竖向轴承；所述耳板固定于所述立柱上，所述水平盖板通过所述耳板与所述立柱相连；所述液压控制仪、测缝计位于所述立柱上，与所述耳板相连接。7.根据权利要求6所述的一种力控式宽截面环剪仪，其特征是，所述水平盖板与所述上剪切盒的内环、外环通过螺栓连接；所述水平盖板设有所述中部支撑轴穿过的开孔，所述开孔外围均匀分布通孔。8.根据权利要求6所述的一种力控式宽截面环剪仪，其特征是，所述油压加载系统包括油压室、压力传感器、竖向加载环板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范志强，唐辉明，杨迎铭，谭钦文，刘凯，温韬，马俊伟，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42