一种大型简易直剪仪制造技术

本发明专利技术属于用于对粗粒土、土‑混凝土、岩石‑混凝土组合试样进行剪切强度试验测试技术领域，尤其涉及一种大型简易直剪仪。本发明专利技术通过支柱、剪切盒、滑动机构、推杆、凹槽、固定支架、压板、千斤顶、固定杆和检测机构的设置，考虑了高宽比的影响，控制高宽比为0.17，尽可能使法向应力加载于土样上，消除直剪试验的尺寸效应；在剪切过程中，防止了上下剪切盒间沿受力垂直方向的相对滑移，设置了矩形滑动机构，尽量减小了推力损失，从而使验结果的准确性得到提高，并且减少了直剪仪的制造成本，由于直剪仪的体积较小，在试验现场的操作简单、便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种大型简易直剪仪
本专利技术属于用于对粗粒土、土-混凝土、岩石-混凝土组合试样进行剪切强度试验测试
，尤其涉及一种大型简易直剪仪。
技术介绍
试验作为土木工程行业解决问题的一个重要手段，对学科进步和指导施工起到了重要作用。随着国家对基础设施建设投资力度的加大，越来越多的大型工程上马，由于对工程安全性和施工进度的要求，传统的试验方案早已不能满足需求，因此对新型试验仪器的研制显得尤为紧迫。在土木工程中，隧道围岩与初期支护间混凝土的摩擦强度；边坡坡面土体与支护结构间的胶结性能；冻结法施工过程中混凝土与围岩在冻胀力作用下界面的裂隙变化情况等一系列问题都直接决定工程的质量。由于传统直剪仪所需试样体积较小，难以对组合试件进行制样，同时对粗粒土和粗骨料混凝土难以消除尺寸效应，从而使试验结果的准确性值得商榷。传统的大型直剪仪一般造价过高，并且体积较大难以在现场操作；同时，设计试验过程中一般不考虑试样高度与宽度的比值，从而使法向应力不能完全作用于土样，从而使测试剪切强度与实际值存在偏差；传统直剪仪在剪切过程中，除了自身剪切变形外还存在上下盒间的错动滑移，做成试验结果有较大偏差；另外，由于推力作用可能使上下剪切盒沿垂直剪切盒运动方向进行移动，造成剪切强度与实际偏差。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种消除直剪试验的尺寸效应的直剪仪，本专利技术的目的之二是提供一种所需试样制样简易的直剪仪，本专利技术的目的之三是提供一种能降低成本、现场操作方便的直剪仪，本专利技术的目的之四是提供一种法向力完全作用于试样，使测试剪切强度与实际值不存在偏差的直剪仪；本专利技术的目的之五是提供一种克服传统直剪仪在剪切过程中除自身剪切变形外，还存在的上下剪切盒之间沿受力的垂直方向的相对滑移，造成剪切强度与实际偏差，从而提高测试精度的直剪仪。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种大型简易直剪仪，包括支柱、剪切盒、滑动机构、推杆、凹槽、固定支架、压板、千斤顶、固定杆和检测机构；其中剪切盒是由下剪切盒和置于下剪切盒上方的上剪切盒组成，上剪切盒与下剪切盒的接触面设置有滑动机构，其中下剪切盒和上剪切盒均为矩形结构，且矩形的四角外侧各固定有一支柱，相对的两支柱的顶部之间分别固定有一根固定支架，剪切盒上表面开有矩形凹槽，凹槽贯穿上剪切盒并延伸至下剪切盒内一定深度，两交叉分布的固定支架的交叉点与凹槽的中心点重合，凹槽内设置有与凹槽大小相匹配的压板，两固定支架的交叉点下方与千斤顶的缸体尾端固定，千斤顶的活塞杆顶端与压板上表面中心位置相接触，压板上沿与上剪切盒上沿平齐时，压板下方的上剪切盒内凹槽深度与下剪切盒内凹槽的深度相同，下剪切盒的一侧还连接有推杆，下剪切盒的另一侧连接有检测机构；上剪切盒通过固定杆与支柱连接。所述的滑动机构为在下剪切盒连接推杆侧壁的相邻两相对侧壁的上表面，设置有与侧壁等长的V型槽，在上剪切盒的下表面设置有与下剪切盒上的V型槽相匹配的凸起。所述的滑动机构为在上剪切盒一相对侧壁的下表面设置有与侧壁等长的V型槽，在下剪切盒连接推杆的侧壁的相邻两相对侧壁的上表面，设置有与上剪切盒上的V型槽相匹配的凸起。还包括第一支架和第二支架，所述的第二支架的两端分别与所述的推杆侧的两个支柱固定连接，第一支架与检测机构侧的两个支柱固定连接；所述的推杆的一端与第二支架垂直固定连接，推杆的另一端与下剪切盒的一侧面接触连接；所述的检测机构的一端与第一支架固定连接，检测机构的另一端与推杆所在侧的下剪切盒的相对侧面接触连接。所述的检测机构包括位移传感器和测力计，所述的测力计的一端与剪切盒接触连接，测力计的另一端与移传感器固定连接。所述的凹槽的尺寸为50*50*8.5，单位为厘米。还设置有滚轮，所述的滚轮分别固定安装在下剪切盒下底面的四个角；所述的滚轮为单向轮。所述的固定杆与剪切盒的连接端，固定连接有V型固定卡架。所述的推杆上设置有电源开关，用于控制推杆的启动与停止。所述的推杆和测力计对称的设置在剪切盒两侧；所述的固定支架的材质为钢筋。本专利技术的有益效果是：1、根据Desai研究，随着土样增高，法向应力减小。高度与宽度之比＝0.17时，接触面法向应力最大，本专利技术考虑了高宽比的影响，控制高宽比为0.17，尽可能使法向应力加载于土样上，消除直剪试验的尺寸效应；2、剪切过程中，防止剪切盒沿水平运动方向产生偏移，上下剪切盒上表面设置了“V”型槽及匹配的凸起，尽量减小了推力损失，提高了测试精度；3、采用固定杆和支柱将上剪切盒固定，防止了上剪切盒产生位移，从而提高了测试精度；4、本专利技术采用支柱、上剪切盒、位移传感器、位移传感器支架、V型槽、推杆、下剪切盒、内剪切盒、测力计、固定支架、滑动机构和千斤顶的有机设置，使法向力完全作用于试样，使测试剪切强度与实际值不存在偏差，提高了测试精度，并且减少了直剪仪的制造成本，在试验现场的操作简单、便捷。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术主视图；图2是本专利技术左视图；图3是本专利技术俯视图。图中，1-支柱、2-上剪切盒、3-位移传感器、4-第一支架、5-V型槽、6-单向轮、7-推杆、8-下剪切盒、9-凹槽、10-测力计、11-固定支架、12-压板、13-千斤顶、14-第二支架、15-固定杆。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：如图1、图2和图3所示的一种大型简易直剪仪，包括支柱1、剪切盒、滑动机构、推杆7、凹槽9、固定支架11、压板12、千斤顶13、固定杆15和检测机构；其中剪切盒是由下剪切盒8和置于下剪切盒8上方的上剪切盒2组成，上剪切盒2与下剪切盒8的接触面设置有滑动机构，其中下剪切盒8和上剪切盒2均为矩形结构，且矩形的四角外侧各固定有一支柱1，相对的两支柱1的顶部之间分别固定有一根固定支架11，剪切盒上表面开有矩形凹槽9，凹槽9贯穿上剪切盒2并延伸至下剪切盒8内一定深度，两交叉分布的固定支架11的交叉点与凹槽9的中心点重合，凹槽9内设置有与凹槽9大小相匹配的压板12，两固定支架11的交叉点下方与千斤顶13的缸体尾端固定，千斤顶13的活塞杆顶端与压板12上表面中心位置相接触，压板12上沿与上剪切盒2上沿平齐时，压板12下方的上剪切盒2内凹槽9深度与下剪切盒8内凹槽9的深度相同，下剪切盒8的一侧还连接有推杆7，下剪切盒8的另一侧连接有检测机构；上剪切盒2通过固定杆15与支柱1连接。优选的是所述的凹槽9的尺寸为50*50*8.5，单位为厘米。在实际使用时，选择一平整的场地，将下剪切盒8放置于地面，并将尺寸与矩形凹槽9完全匹配的试样放入下剪切盒8的凹槽9内，试样采用的尺寸为50*50*8.5cm，这样就符合Desai研究即随着土样增高，法向应力减小，当高度与宽度之比＝0.17时，接触面法向应力最大，此研究成果在Modelingfornormalandshearbehaviorofinterfaces.中记载。本专利技术考虑了高宽比的影响，控制高宽比为0.17，此时试样上端有一半高度裸露在外，盖上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型简易直剪仪，其特征在于：包括支柱(1)、剪切盒、滑动机构、推杆(7)、凹槽(9)、固定支架(11)、压板(12)、千斤顶(13)、固定杆(15)和检测机构；其中剪切盒是由下剪切盒(8)和置于下剪切盒(8)上方的上剪切盒(2)组成，上剪切盒(2)与下剪切盒(8)的接触面设置有滑动机构，其中下剪切盒(8)和上剪切盒(2)均为矩形结构，且矩形的四角外侧各固定有一支柱(1)，相对的两支柱(1)的顶部之间分别固定有一根固定支架(11)，剪切盒上表面开有矩形凹槽(9)，凹槽(9)贯穿上剪切盒(2)并延伸至下剪切盒(8)内一定深度，两交叉分布的固定支架(11)的交叉点与凹槽(9)的中心点重合，凹槽(9)内设置有与凹槽(9)大小相匹配的压板(12)，两固定支架(11)的交叉点下方与千斤顶(13)的缸体尾端固定，千斤顶(13)的活塞杆顶端与压板(12)上表面中心位置相接触，压板(12)上沿与上剪切盒(2)上沿平齐时，压板(12)下方的上剪切盒(2)内凹槽(9)深度与下剪切盒(8)内凹槽(9)的深度相同，下剪切盒(8)的一侧还连接有推杆(7)，下剪切盒(8)的另一侧连接有检测机构；上剪切盒(2)通过固定杆(15)与支柱(1)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种大型简易直剪仪，其特征在于：包括支柱(1)、剪切盒、滑动机构、推杆(7)、凹槽(9)、固定支架(11)、压板(12)、千斤顶(13)、固定杆(15)和检测机构；其中剪切盒是由下剪切盒(8)和置于下剪切盒(8)上方的上剪切盒(2)组成，上剪切盒(2)与下剪切盒(8)的接触面设置有滑动机构，其中下剪切盒(8)和上剪切盒(2)均为矩形结构，且矩形的四角外侧各固定有一支柱(1)，相对的两支柱(1)的顶部之间分别固定有一根固定支架(11)，剪切盒上表面开有矩形凹槽(9)，凹槽(9)贯穿上剪切盒(2)并延伸至下剪切盒(8)内一定深度，两交叉分布的固定支架(11)的交叉点与凹槽(9)的中心点重合，凹槽(9)内设置有与凹槽(9)大小相匹配的压板(12)，两固定支架(11)的交叉点下方与千斤顶(13)的缸体尾端固定，千斤顶(13)的活塞杆顶端与压板(12)上表面中心位置相接触，压板(12)上沿与上剪切盒(2)上沿平齐时，压板(12)下方的上剪切盒(2)内凹槽(9)深度与下剪切盒(8)内凹槽(9)的深度相同，下剪切盒(8)的一侧还连接有推杆(7)，下剪切盒(8)的另一侧连接有检测机构；上剪切盒(2)通过固定杆(15)与支柱(1)连接。2.如权利要求1所述的一种大型简易直剪仪，其特征在于：所述的滑动机构为在下剪切盒(8)连接推杆(7)侧壁的相邻两相对侧壁的上表面，设置有与侧壁等长的V型槽(5)，在上剪切盒(2)的下表面设置有与下剪切盒(8)上的V型槽(5)相匹配的凸起。3.如权利要求1所述的一种大型简易直剪仪，其特征在于：所述的滑动机构为在上剪切盒(2)一相对侧壁的下表面设置有与侧壁等长的V型槽(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶万军，吴云涛，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61