组合式室内固结剪切仪制造技术

本申请涉及一种测定土体固结系数和抗剪强度的实验装置，尤其涉及一种组合式室内固结剪切仪；其包括架体、上剪切筒、下剪切桶、竖向加载装置、横向加载装置、竖向压力传感器、横向压力传感器、位移传感器和数据采集系统；上剪切筒的下端面与下剪切桶的上端面同轴匹配对接。由于实施上述技术方案，本申请通过上剪切筒与下剪切桶同轴匹配对接，竖向加载装置下压上夹装置进行土样固结系数测定；再通过横向加载装置对下剪切桶施加推力，可对固结完成的试样直接进行剪切试验；本申请可连续完成不同类型土体固结系数和抗剪强度的测定，提高实验完成的精确度和减少时间的浪费，可有效减少试验过程中各种不利的因素，从而保证试验的精确性。

【技术实现步骤摘要】
组合式室内固结剪切仪
本申请涉及一种测定土体固结系数和抗剪强度的实验装置，尤其涉及一种组合式室内固结剪切仪。
技术介绍
土的固结系数在研究土体变形、挡土结构的静止土压力、地下建筑围护结构、隧道衬砌结构、桩的侧向摩阻力计算等方面有重要的作用，随着城市化进程的发展，地下工程和深基坑工程逐渐增多，土体固结系数大小的选取受到了越来越多的重视。直剪试验是研究岩土体强度特性的常规力学试验之一，是研究岩土体抗剪特性和变形规律的重要手段，抗剪强度参数等试验结果是边坡稳定性分析、矿山开采、隧道、水库等常见地质工程建设设计和施工的重要依据。由此可知不同类型土体的固结及剪切实验在岩土领域的应用是很广泛的，但常规小型直剪仪因不能完成含有大粒径土样的强度指标测定，而对于现存大型直剪仪又因固结与剪切实验的不连续性限制了剪切强度的准确性。
技术实现思路
本申请的目的在于提出一种对不同类型土体快速、准确、连续地测定其固结系数和抗剪强度参数的组合式室内固结剪切仪。本申请是这样实现的：组合式室内固结剪切仪，其包括架体、上剪切筒、下剪切桶、竖向加载装置、横向加载装置、竖向压力传感器、横向压力传感器、位移传感器和数据采集系统；上剪切筒的下端面与下剪切桶的上端面同轴匹配对接，上剪切筒和下剪切桶可拆卸的固定连接在一起；下剪切桶桶内底部设有具有吸水性能的下夹装置，上剪切筒内可滑动的安装有具有吸水性能的上夹装置；架体上安装有能向上夹装置上端面提供竖直下压力的竖向加载装置，架体上还安装有能向下剪切桶提供径向压力的横向加载装置；竖向压力传感器安装在上夹装置上，上剪切筒内壁和下剪切桶内壁分别安装有一个横向压力传感器，位移传感器安装在下剪切桶外壁上；竖向压力传感器、横向压力传感器、位移传感器均与数据采集系统相连。进一步的，下夹装置包括下部盖板和下透水石，下部盖板设置在下剪切桶的桶底，下部盖板的上端面设有多个支腿并通过支腿托起下透水石；上夹装置包括上部盖板和上透水石，上部盖板的下端面设有多个支腿并通过支腿座在上透水石上端面，上部盖板的上端面中心设有顶托并通过顶托承载提供竖直下压力的竖向加载装置，竖向压力传感器安装在顶托与竖向加载装置间；被测定的土样夹持在下透水石与上透水石间。进一步的，下透水石设有多个下纵向穿线孔，对应下部盖板支腿位置处的下剪切桶的筒壁上设有下横向穿线孔；上部盖板和上透水石对应设有多组匹配对应贯穿的上穿线孔；被下透水石与上透水石夹持的土样分为多层并且每一层均装有一个湿度传感器；横向压力传感器、湿度传感器通过穿过上穿线孔的或者通过依次穿过下纵向穿线孔、下横向穿线孔的线缆与数据采集系统相连。进一步的，对应下部盖板的支腿位置，下剪切桶的筒壁上设有下进气孔和下出气孔；下进气孔和下出气孔的轴线位于下剪切桶的同一轴截面内，下进气孔的高度高于下出气孔的高度；上部盖板设有纵向贯通的上进气孔和纵向贯通的上出气孔；上进气孔和上出气孔均位于上部盖板的边缘处且上进气孔和上出气孔的轴线位于上部盖板的同一轴截面内。进一步的，还包括设置在架体旁的加热室；加热室内设有风箱、风机、加热器、控温装置和能探测风箱内温度的温度传感器；风箱的入口端与风机相连，风箱的出口通过管线分别与上进气孔、下进气孔相连通，安装在风箱内的加热器与控温装置相连。进一步的，架体包括底架、安装在底架两侧的反力支架、固定悬挂在两个反力支架上的悬吊支架；底架上安装有滚排，下剪切桶座于滚排上。进一步的，还包括设置在架体旁的液压装置存放箱；悬吊支架下固定有能向下顶在顶托上并提供垂直下压力的轴向千斤顶；一侧的反力支架固定有能顶在下剪切桶外壁并提供水平推力的径向千斤顶，另一侧的反力支架固定有能令上剪切筒保持径向定位的水平固定架；轴向千斤顶、径向千斤顶分别通过管路连接至液压装置存放箱。进一步的，上剪切筒和下剪切桶的内外径均对应匹配；上剪切筒的底部均布有上铁耳，下剪切桶的顶部设有与上铁耳对应的下铁耳，上铁耳与下铁耳通过螺栓可拆卸的固定在一起。进一步的，上剪切筒和下剪切桶间夹有密封垫。进一步的，上部盖板的上端面连接有便于提拉的一对对称手柄。由于实施上述技术方案，本申请通过上剪切筒与下剪切桶同轴匹配对接，待测土样放入下剪切桶与上剪切筒内，竖向加载装置下压上夹装置进行土样固结系数测定；再通过横向加载装置对下剪切桶施加推力，可对固结完成的试样直接进行剪切试验；本申请可连续完成不同类型土体固结系数和抗剪强度的测定，提高实验完成的精确度和减少时间的浪费，可有效减少试验过程中各种不利的因素，从而保证试验的精确性；还可实现实验过程中土体含水率的动态控制，并可以形成相应的数据记录，可有效的分析不同的固结系数对应的抗剪强度。附图说明本申请的具体结构由以下的附图和实施例给出：图1是本申请最佳实施例中除去加热室、液压装置存放箱的剖视结构示意图；图2是图1中上剪切筒和下剪切桶的剖视结构示意图；图3是加热室的结构示意图；图4是架体、加热室、液压装置存放箱俯视的布置示意图；图5是上部盖板的俯视结构示意图；图6是上部盖板的仰视结构示意图；图7是上透水石的俯视结构示意图；图8是数据采集系统的连接示意图；图9是图1的立体介意图。图例：1.上剪切筒，2.下剪切桶，3.竖向压力传感器，4.横向压力传感器，5.位移传感器，6.数据采集系统，7.下部盖板，8.下透水石，9.支腿，10.上部盖板，11.上透水石，12.手柄，13.下横向穿线孔，14.上穿线孔，15.湿度传感器，16.下进气孔，17.下出气孔，18.上进气孔，19.上出气孔，20.加热室，21.风箱，22.风机，23.加热器,24.控温装置，25.温度传感器，26.底架，27.反力支架，28.悬吊支架，29.滚排，30.液压装置存放箱，31.轴向千斤顶，32.径向千斤顶，33.水平固定架，34.上铁耳，35.下铁耳，36.顶托。具体实施方式本申请不受下述实施例的限制，可根据本申请的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。如图1至9所示，组合式室内固结剪切仪包括架体、上剪切筒1、下剪切桶2、竖向加载装置、横向加载装置、竖向压力传感器3、横向压力传感器4、位移传感器5和数据采集系统6；上剪切筒1的下端面与下剪切桶2的上端面同轴匹配对接，上剪切筒1和下剪切桶2可拆卸的固定连接在一起；下剪切桶2桶内底部设有具有吸水性能的下夹装置，上剪切筒1内可滑动的安装有具有吸水性能的上夹装置；架体上安装有能向上夹装置上端面提供竖直下压力的竖向加载装置，架体上还安装有能向下剪切桶2提供径向压力的横向加载装置；竖向压力传感器3安装在上夹装置上，上剪切筒1内壁和下剪切桶2内壁分别安装有一个横向压力传感器4，位移传感器5安装在下剪切桶2外壁上；竖向压力传感器3、横向压力传感器4、位移传感器5均与数据采集系统6相连。工作时，先将上剪切筒1与下剪切桶2同轴匹配对接并固定，接着铺设下夹装置，放待测土样入下剪切桶2与上剪切筒1内，再铺设上夹装置；通过竖向加载装置下压上夹装置进行土样固结系数测定；再通过横向加载装置对下剪切桶2施加推力，可对固结完成的试样直接进行剪切试验；本申请可连续完成不同类型土体固结系数和抗剪强度的测定，提高实验完成的精确度和减少时间的浪费，可有效减少试验过程中各种不利的因素，从而保证试验的精确性。上剪切筒1和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合式室内固结剪切仪，其特征在于：包括架体、上剪切筒、下剪切桶、竖向加载装置、横向加载装置、竖向压力传感器、横向压力传感器、位移传感器和数据采集系统；上剪切筒的下端面与下剪切桶的上端面同轴匹配对接，上剪切筒和下剪切桶可拆卸的固定连接在一起；下剪切桶桶内底部设有具有吸水性能的下夹装置，上剪切筒内可滑动的安装有具有吸水性能的上夹装置；架体上安装有能向上夹装置上端面提供竖直下压力的竖向加载装置，架体上还安装有能向下剪切桶提供径向压力的横向加载装置；竖向压力传感器安装在上夹装置上，上剪切筒内壁和下剪切桶内壁分别安装有一个横向压力传感器，位移传感器安装在下剪切桶外壁上；竖向压力传感器、横向压力传感器、位移传感器均与数据采集系统相连。

【技术特征摘要】
1.一种组合式室内固结剪切仪，其特征在于：包括架体、上剪切筒、下剪切桶、竖向加载装置、横向加载装置、竖向压力传感器、横向压力传感器、位移传感器和数据采集系统；上剪切筒的下端面与下剪切桶的上端面同轴匹配对接，上剪切筒和下剪切桶可拆卸的固定连接在一起；下剪切桶桶内底部设有具有吸水性能的下夹装置，上剪切筒内可滑动的安装有具有吸水性能的上夹装置；架体上安装有能向上夹装置上端面提供竖直下压力的竖向加载装置，架体上还安装有能向下剪切桶提供径向压力的横向加载装置；竖向压力传感器安装在上夹装置上，上剪切筒内壁和下剪切桶内壁分别安装有一个横向压力传感器，位移传感器安装在下剪切桶外壁上；竖向压力传感器、横向压力传感器、位移传感器均与数据采集系统相连。2.根据权利要求1所述的组合式室内固结剪切仪，其特征在于：下夹装置包括下部盖板和下透水石，下部盖板设置在下剪切桶的桶底，下部盖板的上端面设有多个支腿并通过支腿托起下透水石；上夹装置包括上部盖板和上透水石，上部盖板的下端面设有多个支腿并通过支腿座在上透水石上端面，上部盖板的上端面中心设有顶托并通过顶托承载提供竖直下压力的竖向加载装置，竖向压力传感器安装在顶托与竖向加载装置间；被测定的土样夹持在下透水石与上透水石间。3.根据权利要求2所述的组合式室内固结剪切仪，其特征在于：下透水石设有多个下纵向穿线孔，对应下部盖板支腿位置处的下剪切桶的筒壁上设有下横向穿线孔；上部盖板和上透水石对应设有多组匹配对应贯穿的上穿线孔；被下透水石与上透水石夹持的土样分为多层并且每一层均装有一个湿度传感器；横向压力传感器、湿度传感器通过穿过上穿线孔的或者通过依次穿过下纵向穿线孔、下横向穿线孔的线缆与数据采集系统相连。4.根据权利要求2或3所述的组合式室内固结剪切仪，其特征在于：对...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏学利，陈宝成，陈瑞考，李宾，杨栓成，柴桂林，李军，齐云龙，赵怀义，乔国文，
申请(专利权)人：新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，
类型：发明
国别省市：新疆,65