一种应力控制式直剪仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种应力控制式直剪仪，其传力杆的右侧设有与量力环左端的球形凸起适配的球形凹槽一，反力台的螺纹连接杆的左端部呈球形，量力环的右端设有与螺纹连接杆的左端部适配的球形凹槽二；其特征在于：所述的量力环未受力状态下的长度与用于替换量力环的钢块的长度相同，所述的钢块左端部设有凸起，且该凸起与量力环左端的球形凸起的形状、尺寸完全相同，钢块的右端设有球形凹槽三，且该球形凹槽三与量力环右端的球形凹槽二的形状、尺寸完全相同。该直剪仪的刚度高、稳定性强，位移测试数据更加精确，从而整个试验结果更加可靠。
【专利说明】一种应力控制式直剪仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种应力控制式直剪仪，属于土工试验【技术领域】。
【背景技术】
[0002]直接剪切试验是测定土体抗剪强度的一种常用方法，具有设备简单、操作方便等特点。试验时一般取4个试样，分别施加不同法向压力，再分别对它们施加水平剪切力进行剪切，求得破坏时的剪应力τ。然后，根据Coulomb准则确定土的抗剪强度参数:内摩擦角Φ和黏聚力Co
[0003]直接剪切试验有快剪、固结快剪、慢剪三种试验方法，另外还有测定土体长期剪切强度的试验，其所使用的直剪仪有应变控制式和应力控制式两种。应变控制式直剪仪适用于快剪试验和固结快剪试验，它是控制试样产生一定位移，测定其相应的水平剪应力，而得出土体的抗剪强度。应力控制式直剪仪适用于慢剪试验和测定土体长期剪切强度的试验，它是对试样施加一定的水平剪应力，测定其相应的位移，而得出土体的抗剪强度。
[0004]采用应力控制式直剪仪进行试验的具体做法是:待测试样安装于剪切盒的上、下盒之中，剪切盒的下盒与储水盒固定连接，剪切力施加装置将水平向右的力施加在储水盒上，使储水盒向右移动，而剪切盒的上盒被直剪仪的反力台限位，从而使剪切盒的上、下盒产生相对位移,使其中的试样受剪，根据剪切力施加装置的施力大小与上、下盒之间相对位移的关系得到试样的抗剪性能。
[0005]应力控制式直剪仪的剪切力施加装置各个部件之间的摩擦力以及仪器制造精度不足而导致的杠杆比误差都会造成剪切力施加装置产生的剪切力输入值和实际作用在土体试样上的剪切力输出值不同，产生误差，降低了试验结果的精确性和可靠性。
[0006]目前减少剪切力误差的方法通常是:在反力台和剪切盒的上盒之间安装量力环测量出剪切盒的上、下盒之间的剪切力作为试样实际受到的实际剪切力输出值，以实现对剪切力的修订。但是，由于量力环是通过自身变形量乘以相应的率定系数来得出其受力的大小，所以与量力环相连的剪切盒的上盒，以及由上盒带动的试样、下盒、储水盒都会随量力环产生相应位移，增加位移测试的误差；同时，这也降低了整个试验仪器的刚度和稳定性，随之产生的轻微晃动也进一步降低了位移测试精度，加大了测试误差。
实用新型内容
[0007]本实用新型的发明目的是提供一种应力控制式直剪仪，该直剪仪的刚度高、稳定性强，位移测试数据更加精确，从而整个试验结果更加可靠。
[0008]本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是，一种应力控制式直剪仪，包括支承平台、支承平台上表面左部的储水盒、固定在储水盒的内底面上的剪切盒的下盒、置于下盒上方的剪切盒的上盒，内套于上盒内腔的剪切盒的上盖，对剪切盒的上盖施加法向力的法向力加载装置、对储水盒左壁施加剪切力的剪切力加载装置，与剪切盒的上盒右壁相连的传力杆，支承平台位于传力杆右侧的上表面固定的反力台，传力杆的右端设有与量力环左端的球形凸起适配的球形凹槽一，反力台的螺纹连接杆的左端部呈球形，量力环的右端设有与螺纹连接杆的左端部适配的球形凹槽二 ；其特征在于:所述的量力环未受力状态下的长度与用于替换量力环的钢块的长度相同，所述的钢块左端部设有凸起，且该凸起与量力环左端的球形凸起的形状、尺寸完全相同，钢块的右端设有球形凹槽三，且该球形凹槽三与量力环右端的球形凹槽二的形状、尺寸完全相同。
[0009]本实用新型的使用方法是:
[0010]仪器标定:在剪切盒内安装形状与真实试样完全形同的标定铁块代替真实土体试样，并在传力杆和反力台的螺纹连接杆之间安装好量力环，根据试验要求，通过法向力加载装置和剪切力加载装置分别施加法向力和剪切力，记录量力环测得的实际剪切力输出值。施加不同法向力和剪切力，重复以上操作，得到系列剪切力输入值与输出值的对应关系。
[0011]土体剪切试验:向右旋出螺纹连接杆，拆除量力环，将钢块左端的凸起与传力杆右端的球形凹槽一对齐，钢块右端的球形凹槽三与螺纹连接杆的左端对齐，向左适度旋进螺纹连接杆，至此完成钢块替代量力环的安装。然后，在剪切盒内安装土体试样，根据试验要求安装位移测试装置，通过法向力加载装置和剪切力加载装置分别施加法向力和剪切力，记录相应的位移测试数据，试样承受的实际剪切力输出值根据仪器标定时的系列剪切力输入值与输出值的对应关系得出。
[0012]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0013]土体剪切试验前，通过安装的量力环对直剪仪进行标定，得到所施加的系列剪切力输入值与实际剪切力输出值之间的关系，剪切试验时试样承受的实际剪切力输出值根据该关系得出，从而有效地修订了剪切力施加装置各个部件之间的摩擦力及仪器制造精度导致的剪切力输出误差。同时，在剪切试验时，用钢块代替量力环，避免了由量力环的形变引起的剪切盒的上、下盒及储水盒的位移，减少了剪切位移的测试误差，并且提高了仪器的整体刚度和自身稳定性，轻微晃动对位移测试的干扰减�。徊教岣吡宋灰撇馐缘木沸裕佣鍪匝榻峁涌煽�。
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例安装量力环进行标定时的俯视结构示意图。
[0016]图2是图1的A-A剖视图。
[0017]图3是本实用新型实施例安装钢块替换量力环进行土体剪切试验时的俯视结构示意图。
[0018]图4是图3的A-A剖视图。
【具体实施方式】
[0019]实施例
[0020]图1-4示出，本实用新型的一种【具体实施方式】是，一种应力控制式直剪仪，包括支承平台10、支承平台10上表面左部的储水盒20、固定在储水盒20的内底面上的剪切盒的下盒33、置于下盒33上方的剪切盒的上盒32，内套于上盒32内腔的剪切盒的上盖31，对剪切盒的上盖31施加法向力的法向力加载装置40、对储水盒20左壁施加剪切力的剪切力加载装置50，与剪切盒30的上盒32右壁相连的传力杆34，支承平台10位于传力杆34右侧的上表面固定的反力台6，传力杆34的右端设有与量力环7左端的球形凸起7a适配的球形凹槽一 34a，反力台6的螺纹连接杆6a的左端部呈球形，量力环7的右端设有与螺纹连接杆6a的左端部适配的球形凹槽二 7b。
[0021]将量力环7左端的球形凸起7a置于传力杆34右端的球形凹槽一 34a中，量力环7右端的球形凹槽二 7b对准螺纹连接杆6a呈球形的左端部，再旋转调整螺纹连接杆6a的位置即可将量力环7安装在直剪仪上进行直剪仪的标定，即图1、图2的情形。
[0022]本例的量力环7未受力状态下的长度与用于替换量力环7的钢块8的长度相同，所述的钢块8左端部设有凸起8a，且该凸起8a与量力环7左端的球形凸起7a的形状、尺寸完全相同，钢块8的右端设有球形凹槽三Sb，且该球形凹槽三Sb与量力环7右端的球形凹槽二 7b的形状、尺寸完全相同。
[0023]将螺纹连接杆6a旋松，取下量力环7。然后将钢块8左端部的凸起8a置于传力杆34右端的球形凹槽一 34a中，钢块8右端的球形凹槽三8b对准螺纹连接杆6a呈球形的左端部，再旋转调整螺纹连接杆6a的位置，即可将钢块8安装在直剪仪上进行土体剪切试验，即图3、图4的情形。
【权利要求】
1.一种应力控制式直剪仪，包括支承平台(10)、支承平台(10)上表面左部的储水盒(20)、固定在储水盒(20)的内底面上的剪切盒的下盒(33)、置于下盒(33)上方的剪切盒的上盒(32)，内套于上盒(32)内腔的剪切盒的上盖(31)，对剪切盒的上盖(31)施加法向力的法向力加载装置(40)、对储水盒(20)左壁施加剪切力的剪切力加载装置(50)，与剪切盒的上盒(32)右壁相连的传力杆(34)，支承平台(10)位于传力杆(34)右侧的上表面固定的反力台(6)，传力杆(34)的右端设有与量力环(7)左端的球形凸起(7a)适配的球形凹槽一(34a)，反力台(6)的螺纹连接杆(6a)的左端部呈球形，量力环(7)的右端设有与螺纹连接杆(6a)的左端部适配的球形凹槽二(7b);其特征在于:所述的量力环(7)未受力状态下的长度与用于替换量力环(7)的钢块(8)的长度相同，所述的钢块(8)左端部设有凸起(8a)，且该凸起(8a)与量力环(7)左端的球形凸起(7a)的形状、尺寸完全相同，钢块(8)的右端设有球形凹槽三(8b)，且该球形凹槽三(Sb)与量力环(7)右端的球形凹槽二(7b)的形状、尺寸完全相同。
【文档编号】G01N3/24GK203688369SQ201420013930
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】阮红风, 罗强, 孟伟超, 邹亮明, 熊勇, 珠江江, 侯振斌, 吕文强, 张玉广, 赵明志 申请人:西南交通大学
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