一种大面积现场直剪试验设备制造技术

本发明专利技术公开了一种大面积现场直剪试验设备，属于施工试验设备领域。包括设置在试坑内并套装在试样外侧的剪力盒、设置在剪力盒顶端并与剪力盒垂直设置的法向荷载装置、设置在试坑坑壁与剪力盒之间并与剪力盒垂直设置的剪切荷载装置以及测量装置，本发明专利技术中滚动滑板的相对可移动性使剪力盒与法向荷载装置始终位于同一法线，避免因惯性或错位移动等原因造成的偏心受荷，同时本发明专利技术是在现场直接进行试验的，因此较室内试验更能符合天然状态，得出的试验结果更加符合实际工程的技术要求。

A Large Area Field Direct Shear Test Equipment

【技术实现步骤摘要】
一种大面积现场直剪试验设备
本专利技术涉及施工试验设备领域，具体涉及一种大面积现场直剪试验设备。
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。作为建筑物地基的岩土体，如果产生滑动或局部剪坏区发展导致过大或不均匀的地基变形，都会造成上部结构的破坏或影响其正常使用。现有直剪试验的试验地点大部分为室内试验，室内试验的原状样通常是在现场用套筒取得，然后用千斤顶将试样压入剪力盒中，或先卸下套筒，然后放入剪力盒，这种方式得到的原状样极易受扰动，不能完全反映现场土体的实际状态，在室内剪切过程中，若试样发生体积变化，会在其接触点处产生摩擦力，而该摩擦力在试验中无法测定，从而使得剪切面上的正应力与实际外加的正应力不一致，影响了土体强度的正确测试，
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种大面积现场直剪试验设备，具体技术方案如下：一种大面积现场直剪试验设备，包括设置在试坑内并套装在试样外侧的剪力盒、设置在剪力盒顶端并与剪力盒垂直设置的法向荷载装置、设置在试坑坑壁与剪力盒之间并与剪力盒垂直设置的剪切荷载装置以及测量装置；法向荷载装置自剪力盒从下至上依次包括滚动滑板、法向千斤顶、反力组；剪切荷载装置包括坑壁垫板、设置在坑壁垫板上的切向千斤顶以及设置在切向千斤顶与剪力盒之间的顶压钢板；测量装置包括设置在滚动滑板上的多组法向沉降仪以及设置在剪力盒远离切向千斤顶一侧的水平位移仪。本专利技术中反力组对法向千斤顶起反向支撑作用，法向千斤顶启动后对滚动滑板以及试样施加法向压力。然后切向压力千斤顶利用试坑坑壁作为反力底座，切向千斤顶在剪力盒上的施力点安置在剪力盒的中心点上。切向千斤顶的力作用方向通过试样预剪面中心，切向千斤顶对剪力盒施加压力并对试样进行剪切试验。同时法向沉降仪和水平位移仪分别对试样法向和水平方向的位移进行观测。作为优选，剪力盒内设有填充剪力盒与试样之间缝隙的粉细砂层。本专利技术通过设置在剪力盒与试样之间并用于填充剪力盒与试样之间缝隙的粉细砂层，避免剪力盒与试样之间的缝隙对试验造成影响，减少了试验误差。作为优选，滚动滑板底面与试样顶面之间设有薄砂层。本专利技术通过设置在滚动滑板底面与试样顶面之间的薄砂层使滚动滑板底面与剪力盒顶面平行，避免造成偏心受荷。作为优选，反力组包括设置在法向千斤顶顶端的反力钢梁以及设置在反力钢梁两端的地锚。作为优选，反力钢梁受力点、法向千斤顶施力中心点、滚动滑板中心点、试件中心点设置在同一中轴线上。本专利技术通过将反力钢梁受力点、法向千斤顶施力中心点、滚动滑板中心点、试件中心点设置在同一中轴线上，避免本专利技术因惯性或错位移动等原因造成的偏心受荷而影响试验结果。作为优选，法向千斤顶与反力钢梁之间设有垂向应力传感器。本专利技术通过设置在法向千斤顶与反力钢梁之间的垂向应力传感器，便于试验人员观测法向千斤顶的输出载荷。作为优选，切向千斤顶与顶压钢板之间设有剪应力传感器。本专利技术通过设置在切向千斤顶与顶压钢板之间的剪应力传感器，便于试验人员观测切向千斤顶的输出载荷。作为优选，顶压钢板底端垫设有多层木板。本专利技术通过垫设在顶压钢板底端的多层木板对顶压钢板进行支撑作用，防止顶压钢板在试验过程中发生法向位移。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术中反力组对法向千斤顶起反向支撑作用，法向千斤顶启动后对滚动滑板以及试样施加法向压力，设置在试样与法向千斤顶之间的滚动滑板的相对可移动性使剪力盒与法向荷载装置始终位于同一法线，避免因惯性或错位移动等原因造成的偏心受荷。切向压力千斤顶利用试坑坑壁作为反力底座，切向千斤顶在剪力盒上的施力点安置在剪力盒的中心点上。切向千斤顶的力作用方向通过试样预剪面中心，切向千斤顶对剪力盒施加压力并对试样进行剪切试验。同时法向沉降仪和水平位移仪分别对试样法向和水平方向的位移进行观测。本专利技术是在现场直接进行试验的，因此较室内试验更能符合天然状态，得出的试验结果更加符合实际工程的技术要求。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的剖视图；图3为图2中A处的局部放大图。图中：1-剪力盒；2-法向荷载装置；3-剪切荷载装置；4-测量装置；21-滚动滑板；22-法向千斤顶；23-反力组；31-坑壁垫板；32-切向千斤顶；33-顶压钢板；41-法向沉降仪；42-水平位移仪；5-粉细砂层；6-薄砂层；231-反力钢梁；232-地锚；7-垂向应力传感器；8-剪应力传感器；9-木板。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例参见图1到图3，本专利技术包括设置在试坑内并套装在试样外侧的剪力盒1、设置在剪力盒1顶端并与剪力盒1垂直设置的法向荷载装置2、设置在试坑坑壁与剪力盒1之间并与剪力盒1垂直设置的剪切荷载装置3、用于观测试样在试验过程中的位移量的测量装置4。法向荷载装置2用于对试样施加法向压力，剪切荷载装置3对剪力盒1施加压力并对试样进行剪切试验。测量装置4包括设置在滚动滑板21上的多组法向沉降仪41以及设置在剪力盒1远离切向千斤顶32一侧的水平位移仪42。法向沉降仪41和水平位移仪42分别对试样法向和水平方向的位移进行观测，水平位移仪42为百分表。进一步参见图2和图3，法向荷载装置2包括设置在剪力盒1顶端的滚动滑板21以及设置在滚动滑板21顶端的法向千斤顶22，滚动滑板21由上钢板、下钢板以及设置在上钢板与下钢板之间的滚排组成。法向千斤顶22的输出端与滚动滑板21连接，并且法向千斤顶22的底座端设有用于对法向千斤顶22起支撑作用的反力组23。剪力盒1内设有填充剪力盒1与试样之间缝隙的粉细砂层5。本专利技术通过设置在剪力盒1与试样之间并用于填充剪力盒1与试样之间缝隙的粉细砂层5，避免剪力盒1与试样之间的缝隙对试验造成影响，减少了试验误差。滚动滑板21底面与试样顶面之间设有薄砂层6，本专利技术通过设置在滚动滑板21底面与试样顶面之间的薄砂层6使滚动滑板21底面与剪力盒1顶面平行，避免造成偏心受荷。进一步参见图2和图3，反力组23包括设置在法向千斤顶22顶端的反力钢梁231以及设置在反力钢梁231两端的地锚232。通过先安装反力钢梁231，再用地锚232拧入土中进一步加固反力钢梁231。反力钢梁231受力点、法向千斤顶22施力中心点、滚动滑板21中心点、试件中心点设置在同一中轴线上。通过将反力钢梁231受力点、法向千斤顶22施力中心点、滚动滑板21中心点、试件中心点设置在同一中轴线上，避免本专利技术因惯性或错位移动等原因造成的偏心受荷而影响试验结果。法向千斤顶22与反力钢梁231之间设有便于试验人员观测法向千斤顶22的输出载荷的垂向应力传感器7。进一步参见图2和图3，剪切荷载装置3包括设置在试坑坑壁上的坑壁垫板31、设置在坑壁垫板31上的切向千斤顶32以及设置在切向千斤顶32与剪力盒1之间的顶压钢板33。坑壁面哟求平整并且坑壁垫板31与坑壁紧密接触，切向千斤顶32利用试坑坑壁作反力底座，坑壁垫板31的面积与切向千斤顶32支撑杆的刚度满足刚度要求。切向千斤顶32的活塞顶升方向与剪力盒1底面方向保持一致。切向千斤顶32与顶压钢板33之间设有剪应力传感器8。通过设置在切向千斤顶32与顶压钢板33之间的剪应力传感器8，便于试验人员观测切向千本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大面积现场直剪试验设备，其特征在于，包括设置在试坑内并套装在试样外侧的剪力盒(1)、设置在剪力盒(1)顶端并与剪力盒(1)垂直设置的法向荷载装置(2)、设置在试坑坑壁与剪力盒(1)之间并与剪力盒(1)垂直设置的剪切荷载装置(3)以及测量装置(4)；所述法向荷载装置(2)自剪力盒(1)从下至上依次包括滚动滑板(21)、法向千斤顶(22)、反力组(23)；所述剪切荷载装置(3)包括坑壁垫板(31)、设置在坑壁垫板(31)上的切向千斤顶(32)以及设置在切向千斤顶(32)与剪力盒(1)之间的顶压钢板(33)；所述测量装置(4)包括设置在滚动滑板(21)上的多组法向沉降仪(41)以及设置在剪力盒(1)远离切向千斤顶(32)一侧的水平位移仪(42)。

【技术特征摘要】
1.一种大面积现场直剪试验设备，其特征在于，包括设置在试坑内并套装在试样外侧的剪力盒(1)、设置在剪力盒(1)顶端并与剪力盒(1)垂直设置的法向荷载装置(2)、设置在试坑坑壁与剪力盒(1)之间并与剪力盒(1)垂直设置的剪切荷载装置(3)以及测量装置(4)；所述法向荷载装置(2)自剪力盒(1)从下至上依次包括滚动滑板(21)、法向千斤顶(22)、反力组(23)；所述剪切荷载装置(3)包括坑壁垫板(31)、设置在坑壁垫板(31)上的切向千斤顶(32)以及设置在切向千斤顶(32)与剪力盒(1)之间的顶压钢板(33)；所述测量装置(4)包括设置在滚动滑板(21)上的多组法向沉降仪(41)以及设置在剪力盒(1)远离切向千斤顶(32)一侧的水平位移仪(42)。2.根据权利要求1所述的大面积现场直剪试验设备，其特征在于，所述剪力盒(1)内设有填充剪力盒(1)与试样之间缝隙的粉细砂层(5)。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马德翠，刘进波，李耀家，巫燕，赵国志，徐继骁，
申请(专利权)人：四川冶金建筑工程质量检测有限公司，中冶成都勘察研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51