专利名称：组装式变尺寸试样盒套件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种室内外岩土体直剪、压缩试验所使用的放样装置。
背景技术：
在岩土工程领域，通过试验获取目标工程区域内岩土体的力学參数指标常常是必不可少的途径。目前主要通过室内试验得出岩土体的力学指标。室内试验包括大、小三轴试验，直剪试验、压缩试验等。室内试验包括标准环刀样与大尺寸的方盒样。这些试验都是在固定试样尺寸下对试样进行试验，不能实现试样尺寸上的变化。 为了能研究同一岩土体试样力学指标的尺寸效应，能将不同尺寸与形状试样的剪切与压缩试验集于一身，井能在野外开展试验，有必要开发ー套能够进行尺寸变换的放样装置。
实用新型内容为了克服目前的放样装置只适用于固定尺寸试样的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供ー种组装式变尺寸试样盒套件，它能够用于组成多种尺寸岩土试样的放样装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是组装式变尺寸试样盒套件，所述组装式变尺寸试样盒套件由至少两套可相互层叠连接的试样盒刚性组件组成，每ー套试样盒刚性组件包括至少两个相互嵌套的装样环，各相邻两个装样环中，位于内侧的装样环的外缘与位于外侧的装样环的内缘相贴合，位于内侧的装样环被位于外侧的装样环轴向单向限位。所述各相邻两个装样环中，位于内侧的装样环外缘设置有定位止ロ，位于外侧的装样环内缘设置有与对应定位止ロ相应的定位槽。所述的试样盒刚性组件还包括ー组与定位槽匹配的填补件。所述各装样环的定位止口和/或定位槽有四个，并呈中心对称布置。所述其中另ー套试样盒刚性组件的各个装样环上都开设有排水槽，当各装样环以设定方式嵌套时，各个装样环上的排水槽组成通槽，否则其中至少有两个相邻的装样环上的排水槽相互错开。所述的其中一套试样盒刚性组件中最外侧的装样环上设置有滚动支撑匹配结构。所述设置有滚动支撑匹配结构的装样环的外缘上设置有两个固定耳。所述设置有滚动支撑匹配结构的装样环的外缘呈正方形。本实用新型的有益效果是可以实现岩、土试样的变直径、变高度，质量较轻、便于携�。刹鹦叮捎米餮彝撂逯奔�、压缩试验的放样装置，也可在其它的ー些土工试验仪器上推广使用。
[0014]图I是组装式变尺寸直剪压缩仪的主体结构示意图。图2是试样盒刚性组件(带排水槽)的示意图。图3是图2的俯视图。图4是一般的试样盒刚性组件的示意图。图5是图4的俯视图。图6是图4中试样盒刚性组件的其中一个装样环的主视图。图7是图6的A-A剖视图。图8是图6的B-B剖视图。图9是图4中试样盒刚性组件的其中一个装样环的主视图。图10是图4中试样盒刚性组件的其中一个装样环的主视图。图11是最外侧的装样环(带滚珠槽)的示意图。图12是图11的C-C剖视图。图13是传力板(设置有透水孔)的示意图。图14是传力板(无透水孔)的示意图。图15是填补件的放大示意图。图16是组装式变尺寸双面剪切仪的主体结构示意图。图中标记为，I-反力架，2-水平加载装置，3-垂直加载装置，4-试样盒，41-上剪切盒，42-下剪切盒，43-中间剪切层，5-滚动支撑，51-滚动支撑，52-滚动支撑，6-传力板，11-底板，12-立柱，13-垂向反力板，14-水平反力柱，15-水平反力座，16-螺母，17-垂直加载装置滚动支撑，18-钢板，19-拉板，20-销，40-试样盒刚性组件，61-沉孔，62-透水孔，400-装样环400,401-最外侧的装样环,402-定位止口，403-定位槽,404-填补件,405-滚珠槽，406-排水槽，407-固定耳，408-螺栓孔。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图I 图16所示，本实用新型的组装式变尺寸试样盒套件由至少两套可相互层叠连接的试样盒刚性组件40组成，每一套试样盒刚性组件40包括至少两个相互嵌套的装样环400，各相邻两个装样环400中，位于内侧的装样环400的外缘与位于外侧的装样环400的内缘相贴合，位于内侧的装样环400被位于外侧的装样环400轴向单向限位，当最外侧的装样环401相互固定连接后，内侧的装样环400因该轴向单向限位也同时被固定。本实用新型主要是为了要方便地进行变试样尺寸的岩土剪切压缩试验而作出的。装样环400的内腔截面形状通常为横截面积相等的圆形或方形，从而可对等截面积不同截面形状的试样进行试验。一个本实用新型的组装式变尺寸试样盒套件可以用作岩土压缩试验时的试样盒；两个本实用新型的组装式变尺寸试样盒套件可以用作单面剪切试验时的试样盒，此时一个作为上剪切盒使用，另一个作为下剪切盒使用；三个本实用新型的组装式变尺寸试样盒套件可以用作双面剪切试验时的试样盒，此时一个作为上剪切盒使用，另一个作为下剪切盒使用，余下的一个作为中间剪切层使用。根据需要，所述的其中一套试样盒刚性组件40中最外侧的装样环401上设置有滚动支撑匹配结构。所述的滚动支撑匹配结构根据构成上剪切盒41、下剪切盒42或者中间剪切层43的不同需要，可以是仅设置在一套试样盒刚性组件40中最外侧的装样环401的底面、顶面或者顶面与底面均设置，所称的顶面指轴向上其内侧装样环未被限位一侧的端面，所称的底面指轴向上其内侧装样环被限位一侧的端面。例如，用作下剪切盒42的组装式变尺寸试样盒套件的其中一套试样盒刚性组件40的滚动支撑匹配结构设置在各装样环400能够相互嵌套支撑时的顶面，用作上剪切盒41的组装式变尺寸试样盒套件的其中一套试样盒刚性组件40的滚动支撑匹配结构设置在各装样环400能够相互嵌套支撑时的底面，用作中间剪切层43的组装式变尺寸试样盒套件的其中一套试样盒刚性组件40的顶面和底面均设置滚动支撑匹配结构，且另一套试样盒刚性组件40的底面设置滚动支撑匹配结构，以满足在变化到最薄剪切层时能做双剪切面剪切试验。如图I 图15所示,某直剪压缩仪包括反力架I、试样盒4和与反力架I连接并设 置在反力架I与试样盒4之间的水平加载装置2、垂直加载装置3，所述试样盒4包括上剪切盒41、下剪切盒42和设置在上剪切盒41和下剪切盒42之间的滚动支撑5，所述上剪切盒41、下剪切盒42中间剪切层均采用本实用新型的组装式变尺寸试样盒套件。所述组装式变尺寸试样盒套件由至少两套可相互层叠连接的试样盒刚性组件40组成，是为了与岩土试验规范中试样高径比的要求相适应，试样盒刚性组件40中的各个装样环400具有相同的厚度，组成同一套组装式变尺寸试样盒套件的各套试样盒刚性组件40也具有相同的厚度，当试样盒刚性组件40最内侧的装样环400大小不同时，其内腔的横截面积相应发生变化，组装式变尺寸试样盒套件所包含的可相互层叠连接的试样盒刚性组件40的层数也可相应作调整，即放样装置的截面积和高度均可调整变化，就能够使试样盒4与不同尺寸的试样相匹配，从而将同一直剪压缩仪用于不同尺寸试样的剪切试验。从试验要求来说，通常上剪切盒41、下剪切盒42各由相同套数的试样盒刚性组件40构成，以保证剪切面位于试样正中，且上剪切盒41、下剪切盒42、中间剪切层43相对的那一层应使用最外侧的装样环401上设置有滚动支撑匹配结构的那套试样盒刚性组件40，以方便安装滚动支撑5或滚动支撑51、52。另外，通常要求各层中装样环400有较高的同轴度，以保证试验精度。此外，试样盒刚性组件40的装样环400内腔截面形状最好是要么均为圆形，要么均为正方形，优选为每一台压缩仪配备圆孔试样盒刚性组件40和方孔试样盒刚性组件40各若干套。如前所述，本实用新型的组装式变尺寸试样盒套件也能够在岩土单轴压缩实验时应用，此时，只使用下剪切盒42而不需要上剪切盒41及中间剪切层43，其使用方法是将试样放入下剪切盒42，在试样顶部放上一块传力板6，垂直加载装置施力于传力板6上直到试样破坏。由于下剪切盒42采用组装式变尺寸试样盒套件，同样的道理，可将同一直剪压缩仪用于不同尺寸试样的单轴压缩试验。如图4 图10所示，因为层叠安装时都是通过最外侧的各装样环401来连接的，因此在各相邻两个装样环400中，位于内侧的装样环400外缘设置有定位止口 402，位于外侧的装样环400内缘设置有与对应定位止口 402相应的定位槽403，以降低装样环400的加工精度要求，保证试样盒刚性组件40中各装样环的同轴度，进而避免上下层位于同一径向位置的装样环400之间发生偏心以致装入的试样不满足试验要求。当装样环400为圆环时，最好有定位止口 402和定位槽403,如果装样环400为正方形环时,可以不设置定位止口402和定位槽403。如图4 图10及图15所示，此时，为了保证装入的试样完全符合试验要求，提高试验精度，所述的试样盒刚性组件40还包括一组与定位槽403匹配的填补件404，为了减少填补件404的数量，所述各个空心环上宜采用相同数量且形状和大小也相同的定位槽403。如图2和图3所示，为了实现排水剪切或不排水剪切，可将所述其中一套试样盒刚性组件40的各个装样环400上都开设有排水槽406，当各装样环400以设定方式嵌套时，各个排水槽406相互连通，可用于排水剪切，以设定方式以外的其它方式嵌套时，要使其中至少两个相邻的装样环400上的排水槽406相互错开，只要有其中两个相邻的装样环400上的排水槽406相互错开就可使得排水槽406封闭。若需要做最大尺寸的不排水剪切试验时，将任何一层未设有排水槽的试样盒刚性组件40置于下剪切盒42的最底部即可。为了方便区分能够排水的设定方式和其它的嵌套方式，优选设计所述各装样环400的定位止口 402和/或定位槽403有不在同一径向的至少两个,则某一定位止口 402和不同位置的定位槽403匹配，可实现不同位置的嵌套。如图4 图10所示，优选所述各装样环400的定位止口 402和/或定位槽403有四个，并呈中心对称布置，对称结构的装样环400有利于提高组装效率，并且方便了排水槽406的设置。此时，相应每套试样盒刚性组件40的填补件404的数量也是四个，此时，设计排水槽406连通时所在的两条直线相互不垂直即可实现排水与不排水剪切可共用同一套试样盒刚性组件40。当本实用新型的组装式变尺寸试样盒套件用作下剪切盒42时，需要注意的是，设有排水槽406的那套试样盒刚性组件40不应是设置有滚动支撑匹配结构的那套试样盒刚性组件40，以提高通用性，因为设有排水槽406的那套试样盒刚性组件40必须位于下剪切盒42的底部，且排水槽406所在的面位于最底部。对于双剪面直剪压缩仪，如图16所示，其试样盒4包括上剪切盒41、下剪切盒42和设置在上剪切盒41和下剪切盒42之间的中间剪切层43，中间剪切层43和上剪切盒41、下剪切盒42之间分别设置有滚动支撑51、52，中间剪切层43也可采用本实用新型的组装式变尺寸试样盒套件。用作中间剪切层43的组装式变尺寸试样盒套件的各套试样盒刚性组件40均不需要设置排水槽406。如图I所示，做单剪面剪切试验时，为了方便水平加载装置2作用于上剪切盒41，所述设置有滚动支撑匹配结构的装样环401的外缘呈正方形，且外缘上设置有两个固定耳407，在上下对应的两组固定耳407中插入定位销，对分属于上剪切盒41、下剪切盒42的两组试样盒刚性组件40进行径向定位，保证同轴度，确保试样尺寸满足试验要求，提高试验精度，固定耳407最好是相对于试样轴心线呈中心对称设置的两个，以便于组装。此外，也可通过该固定耳407将下剪切盒42与反力架I连接以固定下剪切盒42 (单剪面剪切试验时)或上剪切盒41和下剪切盒42 (双剪面剪切试验时)。同样的道理，如果要组装用于双剪面剪切试验的剪切盒4，用于构成其中间剪切层43的各套试样盒刚性组件40最好也在其最外层的装样环401的外缘上设置与上剪切盒41、下剪切盒42相匹配的固定耳407，使其中间剪切层43可以与上剪切盒41、下剪切盒42均径向定位，待装样完成后取下定位销即可。为方便将构成组装式变尺寸试样盒套件的各套试样盒刚性组件40层叠连接，可以在各套试样盒刚性组件40的最外侧装样环400上加工出销孔或螺栓孔408，通过销或螺栓连接层叠的各套试样盒刚性组件40，此时需要注意的是设置有滚动支撑匹配结构的那套试样盒刚性组件40上的销孔或螺栓孔408应加工为盲孔。为方便垂直加载装置3正压作用于试样，所述压缩仪还包括一组传力板6，该组传力板6中的各块板分别与各个装样环400的内缘相匹配，传力板6的中心位置设置有与垂直加载装置3匹配的沉孔61。当需要用于排水剪切时，所述传力板6为布设有透水孔62的透水板。实际运用中，最好各配置一组不透水钢板和透水钢板作为传力板6。为消除上、下剪切盒之间滑动摩擦对试验结果的影响，需要在上、下剪切盒相对的表面之间设置滚动支撑5，所述滚动支撑5 —般采用钢珠，因此，所述与滚动支撑5匹配的结构通常为两列平行且相对于装样环400的中心对称设置的滚珠槽405。剪切试验通常要求以试样正中间的横截面作为剪切面，当放样装置可调整时，显然，相应的需要将放样装置与水平加载装置2之间的相对位置作调整，此时，可以通过在放样装置下面加调整垫块的方式进行调整，也可以通过调整水平加载装置2的竖向高度的方式进行调整，为了减轻整套设备的重量，优选以后一种方式进行调整，如图I所示，所述反力架I包括底板11、垂向反力板13、水平反力柱14和四根矩形分布的立柱12，立柱12和水平反力柱14均为丝杆，底板11和垂向反力板13相互平行且与各立柱12垂直并通过螺母16固定在各立柱12上，在水平反力柱14上螺纹连接有水平反力座15，水平加载装置2的固定端与水平反力座15相接触。实施例一如图I 图15所示，应用本实用新型的组装式变尺寸试样盒套件的组装式变尺寸直剪压缩仪，其包括了实验室直剪试验的标准尺寸，在人为地设置了剪切面后，可对试样施加数级垂向荷载进行剪切或压缩试验。首先利用2. 5cm厚度的钢板，制作编号为① ⑧的八套试样盒刚性组件40，即用于构成上剪切盒41或下剪切盒42的试样盒刚性组件40的厚度为2. 5cm,每套试样盒刚性组件40由四个同心的钢环组成，其中最外一层钢环外缘为正方形，边长27cm，内部以其形心为圆心被掏掉直径为20cm的圆柱从而形成一个空心环一，空心环一上设置有螺栓孔408，紧接着是一个外径20cm、内径15cm的空心环二，被正方形钢环所嵌套，接着此环嵌套一个外径15cm、内径IOcm的空心环三，空心环三则嵌套外径10cm、内径直径6. 18cm的空心环四，为实现各环的轴向单向限位，以便于固定各装样环，避免各环之间在剪切过程中的相对移动以及方便排水槽的对位，各环上相应设置定位止口 402和定位槽403，定位槽403设在顶面上，从而实现相对定位。此外，制作透水和不透水的传力板6各一组，每组传力板6有四块板，均为圆板，直径分别是20cm、15cm、10cm、6. 18cm。若各套试样盒刚性组件40的装样环400内腔截面形状为正方形，则相应的空心环一为外缘边长27cm、内缘边长17. 72cm的“回”形环,空心环二为外缘边长17. 72cm、内缘边 长13. 29cm的“回”形环，空心环三为外缘边长13. 29cm、内缘边长8. 86cm的“回”形环，空心环四为外缘边长8. 86cm、内缘边长5. 475cm的“回”形环，即正方体试样的截面积与圆柱体试样的截面积相当，相应的透水或不透水的传力板6为正方形板，边长分别是17. 72cm、
13.29cm、8. 86cm、5. 475cm。[0057]试样盒刚性组件40通过嵌套的方式实现试样的径向尺寸变化，各装样环400能够相互嵌套支撑并借助最外层装样环401的相互连接而固定，当不组装空心环四时，最内侧的空心环的各定位槽403内相应以填补件404填补，以免装样时试样挤入定位槽403内，从而保证试样尺寸准确。某些试样盒刚性组件40局部构造略有不同 编号为④的试样盒刚性组件40的空心环一上设置有对称的固定耳407，并在其底面设置有滚珠槽405 ；编号为⑤的试样盒刚性组件40的空心环一上设置有对称的固定耳407，并在其顶面设置有滚珠槽405 ；编号为⑧的试样盒刚性组件40的各个空心环底面对称地刻有四条排水槽406。当该层的四个空心环的排水槽406旋转对齐时，试样可实现底面排水剪切；当任意一环旋转错位后，排水通道被封闭，试样实现不排水剪切。将编号为①、②、③、④的试样盒刚性组件40层叠固定形成上剪切盒41，编号为⑤、⑥、⑦、⑧的试样盒刚性组件40层叠固定形成下剪切盒42。每层试样盒刚性组件40的空心环一的四个角点及四边中点都钻有螺栓孔408，可方便地用一定长度的螺栓将一定套数的试样盒刚性组件40固定在一起从而实现试样在高度上的变化。为实现垂直加载装置3在竖直方向上的移动，反力架I上的四根立柱12采用四根丝杆，其与垂向反力板13、底板11 一起用螺母16固定，这样可实现垂向反力板13在立柱12任意高度处的定位。如图I 图15所示，所述组装式变尺寸直剪压缩仪包括由垂向反力板13、四根呈正方形分布的立柱12、底板11、水平反力柱14、水平反力挡板15及若干螺母16组成的反力架1，上剪切盒41和下剪切盒42以及由垂直加载装置3、水平加载装置2和垂直加载装置滚动支撑17组成的反力系统。上剪切盒41和下剪切盒42的高度由各自包含的试样盒刚性组件40的套数或者说层数决定，各可组合出2. 5cm、5cm、7. 5cm、IOcm四个高度。需要注意的是，上剪切盒41中的④号试样盒刚性组件40必须放在底部，因为其上设有滚珠槽405，同时下剪切盒42中的⑤号试样盒刚性组件40必须放在上部，其上同样设有滚珠槽405，下剪切盒42中的⑧号试样盒刚性组件40必须放在底部，因为其上设有排水槽406。当需对试样高度为5cm的试样进行排水剪切时，上剪切盒41只有④号试样盒刚性组件40，下剪切盒42应将⑤⑧号试样盒刚性组件40固定在一起，并在⑧号试样盒刚性组件40的空心环四内安装直径为6. 18cm、高度为2. 5cm的透水石以实现排水。试验开始时，先组装仪器。将立柱12、水平反力柱14用螺母16与底板11固连在一起，将已经按照规范所规定的试样径高比组装好的下剪切盒42与底板11用螺栓固连在一起，接着在⑤号试样盒刚性组件40的滚珠槽405内放入作为滚动支撑5的适量经润滑后的钢珠，将同样固连好的上剪切盒41反扣在下剪切盒42上，注意钢珠应嵌入上、下滚珠槽405形成的闭合定向槽内。为避免反扣在一起的上、下剪切盒在装样时沿着剪切面的滚珠排滑动，如图3所示，在剪切面附近的④、⑤号试样盒刚性组件40的空心环一上的固定耳407中插入销钉，将上、下剪切盒固定，装样完毕后抽出销钉即可。试样装填完毕后，视试验的排水与否在试样顶部加装相应尺寸的透水或不透水的传力板6。垂向反力板13用螺母固定在立柱12上适当的位置并尽量其调整为水平状态。将刻有滚珠槽的两块钢板及润滑过的钢珠组装成垂直加载装置滚动支撑17后安放于垂直加载装置3和垂向反力板13之间，让垂直加载装置3稍微向试样施力后即可将其与垂直加载装置滚动支撑17的下层钢板之间相互固定。将水平加载装置2安放在以一定厚度的木墩制作的支座上，其后端与水平反力座15接触，水平反力座15与水平反力柱14螺纹连接，从而可调整水平加载装置2的高度，水平加载装置2的前端与上剪切盒41靠近剪切面的④号试样盒刚性组件40相接触，尽量减小水平施力时对剪切面的扭矩。在上剪切盒41上安装测量试样水平与垂直变形的机械或数显千分表。施加一定的垂向压力即可进行剪切试验。按《土工试验规程》进行快剪试验、固结快剪试验、慢剪试验。每组试验应制备4至5个试样，其密度差值不得大于O. 03g/cm3，含水率差值不得大于1%。在不同压力下进行试验，各级垂直压力级差大致相同。软岩的直剪试验与土样的直剪操作方式大致相同，只是试验过程中不需要排水。土样压缩试验时，按《土工试验规程》规定，本仪器适用于最大粒径为2. 5cm的粗粒土,此时试样直径应为20cm，高度应为10cm。也可对其他尺寸的试样进行试验，但对应的 试样最大粒径应按规范相应减小。同样按此规范为其他土类的原状样或扰动样进行制样并试验。安装千分表测量试样的垂向变形。施加各级垂向压力，设土层最大实际压力为200m级土石坝,最大垂向压力即4MPa左右，则试验施加的最后一级压力为4200KPa左右。压力等级一般为50、100、200、400、800、1600、3200、4200KPa，此时垂直加载装置3的最小额定加载能力为15吨。岩石单轴压缩试验时，根据试验规范，岩石试样标准尺寸为直径5cm、高IOcm的圆柱。此时的装样装置需要由四套试样盒刚性组件40组成下剪切盒42，且各套组件不需外径为IOcm的空心环四。将试样放入下剪切盒42，同时按照前述操作调整好垂向反力板13与垂直加载装置3的位置，注意此时不再需要垂直加载装置滚动支撑17，可用一块钢板代替。为避免试样破坏时岩块崩弹伤人，在试样周围可加装一个特制的保护罩。在试样顶部放上大小与试样直径匹配的传力板6,垂直加载装置3施力于传力板6上直到试样破坏。由于岩石试样破坏强度多在IOOMPa以上，所以此时所用的垂直加载装置3应至少能提供30吨的荷载。水平加载装置2和垂直加载装置3都可以使用最小额定加载能力为15吨的千斤顶。垂直加载装置3的强度要能够达到为压缩试验提供4. 2MPa的垂向压力，最好可以为硬岩的单轴压缩提供50t的垂向压力。按照规范，本实施例所述的压缩仪可实现最大粒径2. 5cm的粗粒土的直接剪切与压缩固结试验。实施例二 如图2 图16所示，应用本实用新型的组装式变尺寸试样盒套件的组装式变尺寸双面剪切仪，其包括了实验室直剪试验的标准尺寸，可对试样施加数级垂向荷载进行双剪面剪切试验。该组装式变尺寸双面剪切仪是在实施例一的组装式变尺寸直剪压缩仪的基础上，增加一套用作中间剪切层43的组装式变尺寸试样盒套件。这套组装式变尺寸试样盒套件包括4套高度为2cm的试样盒刚性组件40，这4套试样盒刚性组件40的编号分别是⑨⑩◎◎，该4套试样盒刚性组件40所包含的装样环的基本形状、尺寸与用于构成上剪切盒41或下剪切盒42的试样盒刚性组件40相同，但由于该四套刚性组件需固定为一体，所以其在自身两条边的相同位置都设有固定耳，以便试验时用螺栓锚固在一起，且其中⑨号和⑩号试样盒刚性组件40的局部构造有不同第⑨号试样盒刚性组件40的最外侧装样环401的顶面和底面都设置有滚珠槽405，并设置了固定耳407 ；第⑩号试样盒刚性组件40的最外侧装样环401的底面设置有滚珠槽405，并设置了固定耳407。当中间剪切层只由一层试样盒刚性组件40，比如只由⑨构成时，则⑨号刚性组件上下表面均需设滚珠槽405。 下面以进行2cm剪切层双剪面剪切试验为例进行进一步说明。试验开始时，先组装仪器。将立柱12、水平反力柱14用螺母16与底板11锚固在一起，按照规范所规定的试样径高比，将所需层数的下剪切盒42与底板11用螺栓锚固在一起，接着在⑤号试样盒刚性组件40的滚珠槽405内放入适量经润滑后的钢珠。接着将⑨号试样盒刚性组件40扣在下剪切盒42上，注意滚珠槽405之间的对位。接着在⑨号试样盒刚性组件40的上部滚珠槽405内放入滚珠，将锚固好的上剪切盒41反扣上去，并注意滚珠槽405的对位。为避免反扣在一起的上、下剪切盒在装样时沿着剪切面的滚珠排滑动，如图11所示，在剪切面附近的④、⑤、⑨号试样盒刚性组件40的装样环401上各设有两个固定耳407，只要用一根销钉插入固定耳407中就可将剪切盒4固定，装样完毕后抽出销钉即可。装样时，由于仪器结构的特殊性，除直径6. 18cm的试样外,其他直径试样装样时，每层在套好目标直径对应的空心环后，应该用填补件404将留出的定位槽403填满以免装样时试样被挤入槽中。如图16所示，试样装填完毕后，在试验时，上剪切盒41与下剪切盒42是固定的。下剪切盒42通常通过螺栓锚固在底板11上，上剪切盒41则通过四组拉板19、销20及上剪切盒41上的固定耳407与四根立柱12连接固定起来。调整水平反力座15在水平反力柱
14上的位置，使得水平加载装置的前端顶在⑨号试样盒刚性组件40的装样环401的侧面，后端与水平反力座15接触。视试验的排水与否在试样顶部加装相应尺寸的透水或不透水传力板6。把垂向反力板13用螺母16固定在立柱12上适当的位置并尽量调整为水平状态，在垂直加载装置3与垂向反力板13之间加装一块钢板，垂直加载装置3与上剪切盒41之间接触并稍微施力之后将垂直加载装置3固定。在中间剪切层43上安装测量试样水平与垂直变形的机械或数显千分表。施加一定的垂向压力即可按《土工试验规程》进行剪切试验。此外，还可组装出高度分别为4cm、6cm、8cm的中间剪切层43，当中间剪切层43由数层试样盒刚性组件40组装而成时，确保⑨、⑩号试样盒刚性组件40分置于其上下两端，以便与上剪切盒41、下剪切盒42的滚珠槽405相对齐。除以上两个实施例外，本实用新型的组装式变尺寸试样盒套件还能够推广应用于其他的一些土工试验仪器中，主要用于构成其配套的放样装置，根据具体试验的放样需要，可以对本实用新型的组装式变尺寸试样盒套件添附类似于本说明书中记载的排水槽、固定耳等的附加结构，以适应其具体的运用 场合。
权利要求1.组装式变尺寸试样盒套件，其特征是所述组装式变尺寸试样盒套件由至少两套可相互层叠连接的试样盒刚性组件(40)组成，每一套试样盒刚性组件(40)包括至少两个相互嵌套的装样环(400)，各相邻两个装样环(400)中，位于内侧的装样环(400)的外缘与位于外侧的装样环(400)的内缘相贴合，位于内侧的装样环(400)被位于外侧的装样环(400)轴向单向限位。
2.如权利要求I所述的组装式变尺寸试样盒套件，其特征是所述各相邻两个装样环(400)中，位于内侧的装样环(400)外缘设置有定位止口(402)，位于外侧的装样环(400)内缘设置有与对应定位止口(402)相应的定位槽(403)。
3.如权利要求2所述的组装式变尺寸试样盒套件，其特征是所述的试样盒刚性组件(40)还包括一组与定位槽(403)匹配的填补件(404)。
4.如权利要求2所述的组装式变尺寸试样盒套件，其特征是所述各装样环(400)的定位止口(402)和/或定位槽(403)有四个，并呈中心对称布置。
5.如权利要求I 4中任意一项权利要求所述的组装式变尺寸试样盒套件，其特征是所述其中一套试样盒刚性组件(40)的各个装样环(400)上都开设有排水槽(406)，当各装样环(400)以设定方式嵌套时，各个装样环(400)上的排水槽(406)组成通槽，否则其中至少有两个相邻的装样环(400)上的排水槽(406)相互错开。
6.如权利要求I 4中任意一项权利要求所述的组装式变尺寸试样盒套件，其特征是所述其中一套试样盒刚性组件(40)中最外侧的装样环(401)上设置有滚动支撑匹配结构。
7.如权利要求6所述的组装式变尺寸试样盒套件，其特征是所述设置有滚动支撑匹配结构的装样环(401)的外缘上设置有两个固定耳(407)。
8.如权利要求6所述的组装式变尺寸试样盒套件，其特征是所述设置有滚动支撑匹配结构的装样环(401)的外缘呈正方形。
专利摘要本实用新型公开了一种能够用于多种尺寸岩土试样直剪与压缩试验的组装式变尺寸试样盒套件，该组装式变尺寸试样盒套件由至少两套可相互层叠连接的试样盒刚性组件组成，每一套试样盒刚性组件由相互嵌套的多个装样环组成，各相邻两个装样环中，位于内侧的装样环的外缘与位于外侧的装样环的内缘相贴合，位于内侧的装样环被位于外侧的装样环轴向单向限位，其中一套试样盒刚性组件中最外侧的装样环上设置有滚动支撑匹配结构，另可有一套试样盒刚性组件的各个装样环上都开设有排水槽，可以实现土体试验的排水与不排水，试验时通过增减试样盒刚性组件层数及其装样环数实现试样在尺寸上的变化，拆卸组装方便，并可用作多种土工试验仪器的放样装置。
文档编号G01N3/02GK202383010SQ201120515908
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者符文熹, 郑星 申请人:四川大学
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