一种多功能大型温控饱和直剪单剪两用仪制造技术

本发明专利技术涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种多功能大型温控饱和直剪单剪两用仪，包括主机架、用于放置试样的剪切盒、用于放置剪切盒的水箱、垂直加载机构、水平加载机构以及位移计，所述水箱外部设有保温隔热层，所述水箱的内壁上设有加热器、温度传感器；所述剪切盒由上剪切盒和下剪切盒拼接组合而成，所述上剪切盒的一侧与设置在主机架上的水平反力座顶紧，所述下剪切盒的另一侧与所述水平加载机构的端部顶紧；所述垂直加载机构端部与所述上剪切盒的顶部顶紧。本发明专利技术可以用来试验研究不同温度条件下土工合成材料之间界面抗剪强度、土与土工合成材料界面抗剪强度、粗颗粒土和垃圾土的抗剪强度；有效地解决了土工合成材料的固定问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能大型温控饱和直剪单剪两用仪
本专利技术涉及岩土工程
，尤其涉及一种多功能大型温控饱和直剪单剪两用仪。
技术介绍
修建大型填埋场是我国处理城市生活垃圾问题的主要手段之一，针刺钠基膨润土防水毯(GCL)和土工膜(GM)等土工合成材料越来越多地应用于现代卫生填埋场的底部衬里结构中。由于土工合成材料之间界面以及土工合成材料与土层界面的抗剪强度较低，研究土工合成材料的界面抗剪强度对分析填埋场的稳定性有重要意义。由于垃圾土的生化降解会产生大量的热使得底部衬里的温度升高，一般正常运行的填埋场底部温度可达60℃，而在特殊情况下衬里的温度可达70℃或更高。土工合成材料与光滑金属表面的摩擦力很小，仅采用两端固定的夹具方式不能避免试样在剪切过程中的局部滑移。正是基于上述考虑，本专利技术设计了一种多功能大型温控饱和直剪单剪两用仪。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多功能大型温控饱和直剪单剪两用仪可以用来试验研究不同温度条件下土工合成材料之间界面抗剪强度、土与土工合成材料界面抗剪强度、粗颗粒土和垃圾土的抗剪强度；有效地解决了土工合成材料的固定问题，更好地研究土工合成材料的界面抗剪强度。为了实现本专利技术的目的,本专利技术采用的技术方案为：本专利技术公开了一种多功能大型温控饱和直剪单剪两用仪，包括主机架、用于放置试样的剪切盒、用于放置剪切盒的水箱、垂直加载机构、水平加载机构以及位移计，所述水箱外部设有保温隔热层，所述水箱的内壁上设有加热器、温度传感器；所述剪切盒由上剪切盒和下剪切盒拼接组合而成，所述上剪切盒的一侧与设置在主机架上的水平反力座顶紧，所述下剪切盒的另一侧与所述水平加载机构的端部顶紧；所述垂直加载机构端部与所述上剪切盒的顶部顶紧。所述水箱的一侧壁上设有用于与第一刚性传力杆配合滑动的第一通孔，所述上剪切盒的一侧壁下方设有呈L形的第一顶杆，所述第一刚性传力杆的一端与水平反力座顶紧，另一端与第一顶杆的端部顶紧；所述水箱的另一侧壁上设有用于与水平刚性传力杆配合滑动的第二通孔，所述下剪切盒的一侧壁下方设有呈L形的第二顶杆，所述水平刚性传力杆的一端与第二顶杆的端部顶紧，另一端与水平加载机构的端部顶紧；所述水箱的水箱盖上设有用于与垂直刚性传力杆配合滑动的第三通孔，所述垂直刚性传力杆的一端与上剪切盒顶部的上剪切盒盖顶紧，另一端与所述垂直加载机构的端部顶紧；所述第一、水平与垂直刚性传力杆呈两端部设有外缘的圆柱形结构。所述垂直、水平加载机构为液压缸，所述水平加载机构的活塞杆端部设有与之连接的顶块，所述顶块的端部设有与所述水平刚性传力杆端部凸起形状相匹配的凹槽，所述凹槽的截面呈弧形结构。所述上剪切盒呈中空底部开口的方形结构，所述下剪切盒呈中空顶部开口的方形结构，所述上剪切盒的顶部与下剪切盒的底部之间设有开缝滚珠排；所述上、下剪切盒内设有用于夹持试样的尖齿固定板。所述开缝滚珠排呈方形结构，所述开缝滚珠排的顶部设有滚珠，底部设有插入件；所述下剪切盒顶部与所述水平加载机构轴向相平行的顶壁上设有用于插入件插入的限位孔。所述尖齿固定板的截面形状与所述上、下剪切盒的内腔截面形状相同，所述尖齿固定板的一侧壁上均匀分布有尖齿；所述尖齿固定板与上、下剪切盒的内腔顶部与底部之间设有垫块。还包括防翘装置，所述防翘放置包括防翘杆、防翘螺栓，所述水箱盖上设有用于防翘杆插入的防翘孔，所述防翘杆的一端插入防翘孔后与放置在水箱内的上剪切盒的顶部顶紧，另一端设有截面大于所述防翘杆截面的限位部；所述防翘螺栓包括螺杆以及设置在螺杆底部的顶杆，所述螺杆外部的螺纹与设置在所述主机架上的螺纹孔相匹配，所述顶杆的端部可与所述限位部顶紧。所述位移计包括垂直位移计和水平位移计，所述垂直位移计的一端固定于主机架1上，另一端与垂直位移计接触杆的顶部接触，所述水箱盖上设有用于垂直位移计接触杆插入的接触孔，所述垂直位移计接触杆的底端与所述上剪切盒盖相连；所述水箱的侧壁上设有用于螺栓杆插入的螺栓孔，所述螺栓杆的一端与所述下剪切盒侧壁相连；所述水平位移计设置于水箱外用于测量所述螺栓杆的位移距离。所述水箱的侧壁下方设有固定座，所述固定座与设置在主机架上的连接座通过固定螺栓相连。所述下剪切盒的底部设有滚动轴排。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术可以用来试验研究不同温度条件下土工合成材料之间界面抗剪强度、土与土工合成材料界面抗剪强度、粗颗粒土和垃圾土的抗剪强度；2.本专利技术通过设置尖齿固定板有效地解决了土工合成材料的固定问题，更好地研究土工合成材料的界面抗剪强度；3.本专利技术通过设置开缝滚珠排保证上、下剪切盒之间形成滚动工作状态，可以根据实际情况选择上、下剪切盒之间的开缝高度来适应土工合成材料单剪试验的需要。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中开缝滚珠排和下剪切盒的装配图；图3为本专利技术中上、下剪切盒和开缝滚珠排的结构示意图；图4为本专利技术中尖齿固定板的结构示意图；图5为本专利技术中水箱盖的俯视图；图6为本专利技术的部分结构示意图；图7为本专利技术中水箱的右视图。图中，1主机架，11水平反力座，12连接座，2上剪切盒，21第一顶杆，22上剪切盒盖，3下剪切盒，31第二顶杆，32限位孔，33滚动轴排，4水箱，41第一刚性传力杆，42水平刚性传力杆，43垂直刚性传力杆，44水箱盖，45垂直位移计接触杆，46螺栓孔，47固定座，5垂直加载机构，6水平加载机构，61顶块，62凹槽，7开缝滚珠排，71滚珠，72插入件，8尖齿固定板，81尖齿，91防翘杆，92防翘螺栓，93限位部，94螺杆，95顶杆，96螺纹孔。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：参见图1-图7。本专利技术公开了一种多功能大型温控饱和直剪单剪两用仪，包括主机架1、用于放置试样的剪切盒、用于放置剪切盒的水箱4、垂直加载机构5、水平加载机构6以及位移计，所述水箱4外部设有保温隔热层，所述水箱4的内壁上设有加热器、温度传感器；所述剪切盒由上剪切盒2和下剪切盒3拼接组合而成，所述上剪切盒2的一侧与设置在主机架1上的水平反力座11顶紧，所述下剪切盒3的另一侧与所述水平加载机构6的端部顶紧；所述垂直加载机构5端部与所述上剪切盒2的顶部顶紧，通过水箱4内壁上的加热器将其内的水加热，当温度传感器测得水箱4内的水达到所需温度时，停止加热器，通过保温隔热层对水箱4内的水进行温度控制，从而实现饱和温控剪切试验；优选的，保温隔热层为ESP保温隔热层。对土样进行剪切试验的工作过程如下：在下剪切盒3放入一块透水板，然后把上剪切盒2放在下剪切盒3上，用定位螺栓将上剪切盒2与下剪切盒3连接，将所需试验的土样装入剪切盒内，在土样上面再放入透水板，随后将剪切盒装入恒温封闭饱和的水箱4內，安装水箱盖44，将水箱4推入主机架1内，安装位移计，安装好后拆除定位螺栓，通过计算机控制垂直加载机构5与水平加载机构6，同时可在计算机上采集到土样的垂直位移与水平位移以及对应的垂直荷载与剪切应力；对土工合成材料复合界面进行剪切试验的工作过程如下：将下剪切盒3中放入不锈钢多孔垫块和尖齿固定板8，并使得尖齿固定板8刚好达到下剪切盒3的顶面位置，在尖齿固定板8上依序铺设多层土工合成材料，根据多层土工合成材料的总厚度选择合适尺寸的开缝滚珠排7，将上剪切盒2装入仪器并在铺设好的多层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能大型温控饱和直剪单剪两用仪，其特征在于：包括主机架(1)、用于放置试样的剪切盒、用于放置剪切盒的水箱(4)、垂直加载机构(5)、水平加载机构(6)以及位移计，所述水箱(4)外部设有保温隔热层，所述水箱(4)的内壁上设有加热器、温度传感器；所述剪切盒由上剪切盒(2)和下剪切盒(3)拼接组合而成，所述上剪切盒(2)的一侧与设置在主机架(1)上的水平反力座(11)顶紧，所述下剪切盒(3)的另一侧与所述水平加载机构(6)的端部顶紧；所述垂直加载机构(5)端部与所述上剪切盒(2)的顶部顶紧。

【技术特征摘要】
1.一种多功能大型温控饱和直剪单剪两用仪，其特征在于：包括主机架(1)、用于放置试样的剪切盒、用于放置剪切盒的水箱(4)、垂直加载机构(5)、水平加载机构(6)以及位移计，所述水箱(4)外部设有保温隔热层，所述水箱(4)的内壁上设有加热器、温度传感器；所述剪切盒由上剪切盒(2)和下剪切盒(3)拼接组合而成，所述上剪切盒(2)的一侧与设置在主机架(1)上的水平反力座(11)顶紧，所述下剪切盒(3)的另一侧与所述水平加载机构(6)的端部顶紧；所述垂直加载机构(5)端部与所述上剪切盒(2)的顶部顶紧。2.根据权利要求1所述的一种多功能大型温控饱和直剪单剪两用仪，其特征在于：所述水箱(4)的一侧壁上设有用于与第一刚性传力杆(41)配合滑动的第一通孔，所述上剪切盒(2)的一侧壁下方设有呈L形的第一顶杆(21)，所述第一刚性传力杆(41)的一端与水平反力座(11)顶紧，另一端与第一顶杆(21)的端部顶紧；所述水箱(4)的另一侧壁上设有用于与水平刚性传力杆(42)配合滑动的第二通孔，所述下剪切盒(3)的一侧壁下方设有呈L形的第二顶杆(31)，所述水平刚性传力杆(42)的一端与第二顶杆(31)的端部顶紧，另一端与水平加载机构(6)的端部顶紧；所述水箱(4)的水箱盖(44)上设有用于与垂直刚性传力杆(43)配合滑动的第三通孔，所述垂直刚性传力杆(43)的一端与上剪切盒(2)顶部的上剪切盒盖(22)顶紧，另一端与所述垂直加载机构(5)的端部顶紧；所述第一、水平与垂直刚性传力杆呈两端部设有外缘的圆柱形结构。3.根据权利要求2所述的一种多功能大型温控饱和直剪单剪两用仪，其特征在于：所述垂直、水平加载机构为液压缸，所述水平加载机构(6)的活塞杆端部设有与之连接的顶块(61)，所述顶块(61)的端部设有与所述水平刚性传力杆(42)端部凸起形状相匹配的凹槽(62)，所述凹槽(62)的截面呈弧形结构。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种多功能大型温控饱和直剪单剪两用仪，其特征在于：所述上剪切盒(2)呈中空底部开口的方形结构，所述下剪切盒(3)呈中空顶部开口的方形结构，所述上剪切盒(2)的顶部与下剪切盒(3)的底部之间设有开缝滚珠排(7)；所述上、下剪切盒内设有用于夹持试样的尖齿固定板(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海，韩卓韦，周创兵，施建勇，范婷婷，章玲玲，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西,36