一种土体环剪试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种土体环剪试验装置，包括操作台，操作台上设有控温盘，控温盘经隔热管与温控器连接；控温盘顶面与下剪切盒固定连接；下剪切盒的剪切室内设有待试验土体，待试验土体)顶部设有上剪切盒；上剪切盒经连接盘与加载杆顶端固定连接；加载杆底端与操作台底部的上盒驱动缸内的活塞连接；在上盒驱动缸顶部的加载杆上设有扭矩加载盘，扭矩加载盘与扭矩加载装置连接；上盒驱动缸经液压管与过渡缸连接，过渡缸内的活塞与过渡缸驱动装置连接；扭矩加载装置、过渡缸驱动装置和温控器与控制箱电气连接。本实用新型专利技术试验过程中，可测定土体破坏后的残余强度。定土体破坏后的残余强度。定土体破坏后的残余强度。

【技术实现步骤摘要】
一种土体环剪试验装置


[0001]本技术涉及一种土体环剪试验装置，属于土木与岩土工程


技术介绍

[0002]在冻土地区进行水利工程、工业与民用建筑及交通运输工程的建设时，为确保冻土地基上工程建筑物的稳定性、耐久性及经济合理性。就必须对冻土及其与工程建筑物相互作用的一系列工程冻土学理论和实践问题做出解答。
[0003]冻土是指温度在0℃或0℃以下，土体中孔隙水凝固结冰的土壤。冻土可分为季节性冻土和永久冻土，对季节性冻土而言，土壤中的水成冰后，冰晶体周围土壤中的水分会不断向冰晶体靠拢，形成更大的冰晶体，而气候变暖和时，土壤中的冰块融化变成孔隙水。正是由于这些特性，在冻土区修筑工程构筑物就会面临两大危险：冻胀和融沉。其中起重要作用的是水的存在形态，当土壤中水的汇集到某一处变成冰时体积增大，使土体膨胀，地表因此而拱起升高，这就是冻胀；当土中的冰转变为水时，体积收缩了，地表便发生融化下沉，简称融沉。在这两种现象的反复作用下，道路或房屋的基底就会出现破裂或者塌陷，冻土地区边坡滑塌工程事件屡见报道。
[0004]现有技术用于模拟冻土滑坡的试验设备通过采用直剪仪，直剪仪无法在一个方向对土体进行连续剪切，并且在试验过程中剪切面的接触面积会发生变化，无法测定土体破坏后的残余强度。因此，现有技术仍不够成熟。亟需开发一种新的冻土滑坡试验设备。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于，提供一种土体环剪试验装置，以用于测量冻土或非冻土在大变形条件下土体的残余强度，从而克服现有技术的不足。
[0006]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0007]本技术的一种土体环剪试验装置，包括操作台，操作台上设有控温盘，控温盘经隔热管与温控器连接；控温盘顶面与下剪切盒固定连接；下剪切盒的剪切室内设有待试验土体，待试验土体顶部设有上剪切盒；上剪切盒经连接盘与加载杆顶端固定连接；加载杆底端与操作台底部的上盒驱动缸内的活塞连接；在上盒驱动缸顶部的加载杆上设有扭矩加载盘，扭矩加载盘与扭矩加载装置连接；上盒驱动缸经液压管与过渡缸连接，过渡缸内的活塞与过渡缸驱动装置连接；扭矩加载装置、过渡缸驱动装置和温控器与控制箱电气连接。
[0008]前述土体环剪试验装置中，所述上剪切盒形状为上口封闭的圆筒状；上剪切盒上口的封板与加载杆连接；上剪切盒下口设有锥状收口；上剪切盒下口设有沿圆周均布的一组铜片；上剪切盒下口外圆和内圆面均设有一组沿圆周均布的径向伸缩弹性柱。
[0009]前述土体环剪试验装置中，所述上剪切盒下口外圆和内圆面的径向伸缩弹性柱均沿圆周紧密排列。
[0010]前述土体环剪试验装置中，所述径向伸缩弹性柱包括筒状壳体，筒状壳体的筒口设有收口，筒状壳体的收口内设有钢球，钢球与筒状壳体的筒底之间设有弹簧。
[0011]前述土体环剪试验装置中，所述下剪切盒包括底板32；底板32底面与操作台上的控温盘固定连接；底板32顶面设有外筒，外筒内设有内筒；外筒与内筒之间形成剪切室；剪切室底面设有沿圆周均布的一组铜片；上剪切盒下口位于下剪切盒的剪切室内；上剪切盒下口外圆的一组径向伸缩弹性柱与外筒内壁滚动连接，上剪切盒下口内圆的一组径向伸缩弹性柱与内筒外壁滚动连接。
[0012]由于采用了上述技术方案，本技术与现有技术相比，本技术的环剪试验装置是一种研究大变形下土体的抗剪能力的仪器，对环剪试验而言，整个试验过程中，剪切面的接触面积是不变的，因此可以测定土体破坏后的残余强度。残余强度反映的是土体内部发生剪损后剪切面上残留的剪应力值，研究残余强度的目的便是探求土体遭受破坏后强度衰减的变化规律，环剪试验是研究滑坡问题的重要试验手段。与传统反复直剪仪相比，本技术的环剪试验装置的明显优势是在剪切过程中可以在一个方向进行连续剪切，并且剪切面接触面积固定不变，是研究滑坡问题的理想试验仪器。本技术的环剪试验装置在上剪切盒的内外边缘上装有可径向变形的装置，可以减小上下剪切盒间的缝隙，解决上下剪切盒接触造成剪切应力不正确的问题，有效防止剪切室内的土体从缝隙挤出，造成土体竖向变形不准确的问题。本技术的环剪试验装置设有温控器，可以测试冻土或非动土的残余剪切强度，拓展了的仪器的适用性，同时消除了试验过程中因环境温度的改变对剪切室内的土体造成的影响。在上剪切盒和下剪切盒上装有铜片，铜片作用一是增大土体与剪切盒的摩擦力，保证剪切面为土
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土接触面；二是铜片将控温盘的温度导入土中，缩短控温时间，使土体内部温度均匀。因此，本技术的环剪试验装置是研究残余强度较好的仪器。
附图说明
[0013]图1是本技术的土体环剪试验装置结构示意图；
[0014]图2是本技术的剪切盒组件结构示意图；
[0015]图3是本技术的径向伸缩弹性柱的结构示意图。
[0016]附图中的标记为：00
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待试验土体、10
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操作台、20
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上剪切盒、21
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铜片、22
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径向伸缩弹性柱、23
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筒状壳体、24
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钢球、25
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弹簧、30
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下剪切盒、31
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控温盘、32
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底板、33
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外筒、34
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内筒、35
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剪切室、40
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加载杆、41
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连接盘、50
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扭矩加载装置、52
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扭矩加载盘、53
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扭矩传感器、60
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过渡缸驱动装置、61
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过渡缸、62
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上盒驱动缸、63
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压力传感器、70
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温控器、71
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隔热管、80
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控制箱。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。
[0018]本技术的一种土体环剪试验装置，如图1所示，包括操作台10，操作台10上设有控温盘31，控温盘31经隔热管71与温控器70连接；控温盘31顶面与下剪切盒30固定连接；下剪切盒30的剪切室35内设有待试验土体00，待试验土体00顶部设有上剪切盒20；上剪切盒20经连接盘41与加载杆40顶端固定连接；加载杆40底端与操作台10底部的上盒驱动缸62内的活塞连接；在上盒驱动缸62顶部的加载杆40上设有扭矩加载盘52，扭矩加载盘52与扭矩加载装置50连接；上盒驱动缸62经液压管与过渡缸61连接，过渡缸61内的活塞与过渡缸
驱动装置60连接；扭矩加载装置50、过渡缸驱动装置60和温控器70与控制箱80电气连接。
[0019]如图2所示，上剪切盒20形状为上口封闭的圆筒状；上剪切盒20上口的封板与加载杆40连接；上剪切盒20下口设有锥状收口；上剪切盒20下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土体环剪试验装置，包括操作台(10)，其特征在于：在操作台(10)上设有控温盘(31)，控温盘(31)经隔热管(71)与温控器(70)连接；控温盘(31)顶面与下剪切盒(30)固定连接；下剪切盒(30)的剪切室(35)内设有待试验土体(00)，待试验土体(00)顶部设有上剪切盒(20)；上剪切盒(20)经连接盘(41)与加载杆(40)顶端固定连接；加载杆(40)底端与操作台(10)底部的上盒驱动缸(62)内的活塞连接；在上盒驱动缸(62)顶部的加载杆(40)上设有扭矩加载盘(52)，扭矩加载盘(52)与扭矩加载装置(50)连接；上盒驱动缸(62)经液压管与过渡缸(61)连接，过渡缸(61)内的活塞与过渡缸驱动装置(60)连接；扭矩加载装置(50)、过渡缸驱动装置(60)和温控器(70)与控制箱(80)电气连接。2.根据权利要求1所述土体环剪试验装置，其特征在于：所述上剪切盒(20)形状为上口封闭的圆筒状；上剪切盒(20)上口的封板与加载杆(40)连接；上剪切盒(20)下口设有锥状收口；上剪切盒(20)下口设有沿圆周均布的一组铜片(21)；上剪切盒(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：张训，冉群，程阿青，冯建洲，刘飞，王辉，赵福龙，
申请(专利权)人：贵州中建建筑科研设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：