一种土体双盒原位直剪仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种土体双盒原位直剪仪，包括底部框架及底部框架上的剪切盒，剪切盒包括剪切盒上盒及剪切盒下盒，本装置还包括加压板、滚轴排、压盖板、一对立柱、横向液压动力装置及竖向液压动力装置、水平反力轴等。本实用新型专利技术的土体双盒原位直剪仪能克服传统原位直剪仪剪切面不好控制、试样与剪切盒接触不紧密、实际操作繁琐、容易产生较大误差等缺陷；同时结构简单、合理，操作方便，可保证剪切面的确定性并可观察试样剪切的变形破坏过程，可采取施加反压、堆载加压和锚固加压等方式，适用于各种复杂场地。

【技术实现步骤摘要】
一种土体双盒原位直剪仪
本技术属于岩土工程
，具体涉及一种土体双盒原位直剪仪。
技术介绍
在地基承载力、土质边坡和路基稳定性评价中，岩土体的抗剪强度指标是最重要的力学参数。测试岩土体抗剪强度较为普遍的确定方法有室内直剪试验(快剪、固结快剪、慢剪和排水反复剪)、室内三轴剪切试验和原位直剪试验。现场原位直剪试验因其试验条件更接近岩土体实际，在铁路、公路、水利、矿山、建筑等多种行业，越来越受到工程界的重视，国内外众多工程设计、施工均将原位直剪试验作为测定土体抗剪强度指标的主要手段之一。但现有技术的原位直剪仪往往机构简单、自重大，无法确定剪切面位置，试验过程土体变形破坏无法直观观察，这都影响了该类型设备试验结果的精确度。同时，由于正压力的施加方式比较单一，也限制了直剪仪的应用范围。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的不足，本技术的目的在于提供一种土体双盒原位直剪仪，本装置不仅能控制剪切面，而且能观察剪切盒与试样的间隙，以及剪切过程的试样内部变形破坏情况。为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案予以实现：一种土体双盒原位直剪仪，包括四边形底部框架和剪切盒，所述剪切盒包括剪切下盒和剪切上盒，所述底部框架中间固定有剪切下盒，剪切下盒上安装有剪切上盒；所述底部框架上下两底边各安装一立柱，立柱的顶端共同安装有一水平的加压板，加压板下连接有一竖向液压动力装置，竖向液压动力装置位于剪切上盒上方；所述剪切上盒上设置有支撑板，支撑板上加工有第一滚槽，第一滚槽内设置有滚轴排，滚轴排上放置有水平的盖压板，盖压板与所述竖向液压动力装置固定；所述剪切下盒侧面安装有一水平反力轴，水平反力轴一端固定于所述底部框架，另一端与所述剪切盒下盒相接触，剪切上盒侧面安装有一横向液压动力装置，所述横向液压动力装置与水平反力轴分别位于剪切盒两侧。所述剪切上盒与横向液压动力装置接触处设置有一传力装置，所述传力装置为带圆弧形凹面的垫块。所述加压板可采用螺栓固定枕木方式加长。所述剪切上盒和剪切下盒间设置设置有一对位移传感器。所述竖向液压动力装置和横向液压动力装置分别与压力传感器相连。所述剪切盒下盒的顶部设置有第二滚槽，所述剪切盒上盒底部设置有与所述第二滚槽配合的滚珠。所述剪切盒采用高强度透明有机玻璃，且剪切盒外套箍钢性外架。所述剪切盒下盒通过固定轴实现纵向固定，固定轴与底部框架连接。本技术与现有技术相比，具有如下技术效果：(1)本技术的土体双盒原位直剪仪能克服传统原位直剪仪剪切面不好控制、试样与剪切盒接触不紧密、实际操作繁琐、容易产生较大误差等缺陷；(2)本技术结构简单、合理，操作方便，可保证剪切面的确定性并可观察试样剪切的变形破坏过程，可采取施加反压、堆载加压和锚固加压等方式，适用于各种复杂场地。附图说明图1为本技术土体双盒原位直剪仪的主视图；图2为本技术土体双盒原位直剪仪的左视图；图3为本技术土体双盒原位直剪仪的俯视图。图中各标号的含义为：1-底部框架，2-剪切盒，3-剪切下盒，4-剪切上盒，5-立柱，6-加压板，7-竖向液压动力装置，8-支撑板，9-第一滚槽，10-滚轴排，11-盖压板，12-水平反力轴，13-横向液压动力装置，14-传力装置，15-位移传感器，16-压力传感器，17-第二滚槽，18-滚珠，19-固定轴。以下结合附图对本技术的具体内容作进一步详细解释说明。具体实施方式以下给出本技术的具体实施例，需要说明的是本技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本技术的保护范围。实施例1：本实施例横向液压动力装置13采用横向液压油缸，竖向液压动力装置7采用竖向液压油缸。遵从上述技术方案，如图1至图3所示，本实施例给出一种土体双盒原位直剪仪，包括四边形底部框架1和剪切盒2，剪切盒包括剪切下盒3和剪切上盒4，底部框架1中间固定有剪切下盒3，剪切下盒3上安装有剪切上盒4；用于盛装试样土体。底部框架1上下两底边各安装一立柱5，立柱5的顶端共同安装有一水平的加压板6，加压板6下连接有一竖向液压动力装置7，竖向液压动力装置7位于剪切上盒4上方，用于对剪切盒2施加竖向的力；剪切上盒4上设置有支撑板8，支撑板8上加工有第一滚槽9，第一滚槽9内设置有滚轴排10，滚轴排10上放置有水平的盖压板11，盖压板11与竖向液压动力装置7固定；第一滚槽9与滚轴排10的设计是为了减小剪切盒上盒4运动过程的摩擦，使得检测结果更精确。剪切下盒3侧面安装有一水平反力轴12，水平反力轴12一端固定于底部框架1，另一端与剪切盒下盒3相接触，剪切上盒4侧面安装有一横向液压动力装置13，横向液压动力装置13与水平反力轴12分别位于剪切盒2两侧。剪切上盒4与横向液压动力装置13接触处设置有一传力装置14，传力装置14为带圆弧形凹面的垫块，水平反力轴12和横向液压动力装置13通过传力装置14向剪切盒上盒4施加水平推力。竖向液压油缸和水平液压油缸的油管分别设置接口与精密压力传感器16相连，位移传感器15固定在剪切上盒4与剪切盒下盒3之间，分别安置于横向液压动力装置13两侧。加压板6视工作情况需要可采用螺栓固定枕木的方式进行加长。剪切盒下盒3的顶部设置有第二滚槽17，剪切盒上盒4底部设置有与第二滚槽配合的滚珠18。不仅限制剪切盒上盒4相对于剪切盒下盒3的移动方向，且能大大降低剪切盒上盒4与剪切盒下盒3之间的摩擦。剪切盒2采用高强度透明有机玻璃，可随时观察剪切盒2内的土体试样额破坏及受力情况，剪切盒2外套箍钢性外架，保持结构的稳定。剪切盒下盒3通过下部的固定轴19实现纵向固定，固定轴19与底部框架1连接。按上述方案，底部框架1、立柱5、加压板6形成框架结构，通过简单的框架结构承受直剪仪在工作时的内力；同时通过竖向液压油缸和横向液压油缸分别对剪切盒内试样施加竖向压力和水平剪切力。本技术的装置施工及试验步骤如下：1.试样配制，选择现场有代表性的目标地段开挖试坑，试坑开口根据土体情况和土体双盒原位直剪仪底部框架1大小确定，寻找目标剪切面，并保证各试样之间距离1.5米左右距离，先制成粗胚，再进行精削。2.力学装置安装①安装底部框架1和剪切盒2：将底部框架1与试样两侧土体相抵并放平，将剪切盒下盒3安装到试样上，用螺栓固定到剪切盒固定轴19上，将水平反力轴12与剪切盒下盒3相抵，再将剪切盒上盒4安装到试样上。②安装竖向压力系统：将土样上表面削平后水平放置支撑板8和滚轴排10，再上部加放盖压板11，再将竖向液压缸与盖压板11和加压板6用螺栓固定，测定滚轴排10摩擦系数。③安装水平压力系统：先将水平液压缸与底部框架1用螺栓固定，再调节液压缸使另一头与剪切盒上盒4上的传力装置14接触，保持水平并固定。3.反力装置或地锚安装，根据场地实际情况选择合理加压方式，采取地锚加压时在试样两侧确定四个地锚安装位置，保证试样两侧地锚连线与剪切方向一致；采取反压式或堆载式施加荷载时，调节竖向液压油缸与水平洞室顶或堆载梁底部相抵，保持竖直，拆除两侧立柱5，根据硐室土体状况可在加压板6上用螺栓固定长度较大的枕木，并保持加压板6居中。4.力学装置的调平，用水平仪测量，对底部框架1以及水平液压油缸和水平反力轴12进行调平。5.安装测量系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土体双盒原位直剪仪，其特征在于，包括四边形底部框架(1)和剪切盒(2)，所述剪切盒包括剪切下盒(3)和剪切上盒(4)，所述底部框架(1)中间固定有剪切下盒(3)，剪切下盒(3)上安装有剪切上盒(4)；所述底部框架(1)上下两底边各安装一立柱(5)，立柱(5)的顶端共同安装有一水平的加压板(6)，加压板(6)下连接有一竖向液压动力装置(7)，竖向液压动力装置(7)位于剪切上盒(4)上方；所述剪切上盒(4)上设置有支撑板(8)，支撑板(8)上加工有第一滚槽(9)，第一滚槽(9)内设置有滚轴排(10)，滚轴排(10)上放置有水平的盖压板(11)，盖压板(11)与所述竖向液压动力装置(7)固定；所述剪切下盒(3)侧面安装有一水平反力轴(12)，水平反力轴(12)一端固定于所述底部框架(1)，另一端与所述剪切盒下盒(3)相接触，剪切上盒(4)侧面安装有一横向液压动力装置(13)，所述横向液压动力装置(13)与水平反力轴(12)分别位于剪切盒(2)两侧。

【技术特征摘要】
1.一种土体双盒原位直剪仪，其特征在于，包括四边形底部框架(1)和剪切盒(2)，所述剪切盒包括剪切下盒(3)和剪切上盒(4)，所述底部框架(1)中间固定有剪切下盒(3)，剪切下盒(3)上安装有剪切上盒(4)；所述底部框架(1)上下两底边各安装一立柱(5)，立柱(5)的顶端共同安装有一水平的加压板(6)，加压板(6)下连接有一竖向液压动力装置(7)，竖向液压动力装置(7)位于剪切上盒(4)上方；所述剪切上盒(4)上设置有支撑板(8)，支撑板(8)上加工有第一滚槽(9)，第一滚槽(9)内设置有滚轴排(10)，滚轴排(10)上放置有水平的盖压板(11)，盖压板(11)与所述竖向液压动力装置(7)固定；所述剪切下盒(3)侧面安装有一水平反力轴(12)，水平反力轴(12)一端固定于所述底部框架(1)，另一端与所述剪切盒下盒(3)相接触，剪切上盒(4)侧面安装有一横向液压动力装置(13)，所述横向液压动力装置(13)与水平反力轴(12)分别位于剪切盒(2)两侧。2.如权利要求1所述土体双盒原位直剪仪，其特征在于，所述剪切上盒(4)与横向液压动力装置(13)接触处设置有一传力...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊茂，范文，彭湘林，周广鹏，祁顶朝，李培，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61