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专利名称：现场非扰动土的直剪试验仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于现场非扰动土抗剪强度的试验装置，特别涉及针对如矿山排 土场或粗粒土的现场非扰动土的直剪试验仪
背景技术：
由于原状样土具有明显的结构性，而非扰动土的结构性对它的力学性质影响较为 显著。所以需现场测定非扰动土的力学性质，以深入了解非扰动土的一些力学性的变化规 律，从而为排土场和废石场边坡稳定性提供更可靠的力学参数。然而，由于现有的非扰动土直剪试验仪具有以下不足①现有的大型直剪仪一般 仅适用于在室内测定扰动土的力学性质；②利用现有的大型直剪试验仪进行垂直和水平加 载时需使用专门设备，不便于携带进行现场测定；③现有的大型直剪试验仪因体积较大、重 量较为笨重和装卸较为麻烦，不利于运输，且成本较高，一般很少在现场使用。因此，需探索一种方便用于现场测定非扰动土抗剪强度的试验装置，并能方便地 利用现场资源进行加载。

发明内容
有鉴于此，本发明提供一种现场非扰动土的直剪试验仪，该试验仪可方便地在现 场使用来测定非扰动土的力学性质，以便于研究非扰动土与扰动土的一些力学性变化规 律，为矿山废石的排放设计方案和排土场后期的稳定性分析提供理论依据。本发明的现场非扰动土的直剪试验仪，包括剪切装置、垂直加载装置和水平加载 装置，所述剪切装置包括下剪切盒和以滑动配合方式设置于下剪切盒上的上剪切盒，所述 垂直加载装置包括用于容纳重物的加载容器I和与加载容器I固定连接用于对上剪切盒 内非扰动土竖直加载的传力组件I，所述水平加载装置包括用于容纳重物的加载容器II和 与加载容器II连接用于对上剪切盒水平加载的传力组件II。进一步，所述上剪切盒与下剪切盒之间沿剪切方向的剪切缝内设置有滚珠；
进一步，所述传力组件I包括上传力板、下传力板和设置于上传力板与下传力板之间 的滚轴排，所述加载容器I设置于上传力板正上方并与上传力板固定连接；
进一步，所述传力组件II包括拉绳、支架和设置于支架上的定滑轮，所述拉绳以定滑轮 为支点，一端水平连接上剪切盒，另一端竖直连接加载容器II ； 进一步，所述拉绳以可拆卸的方式与上剪切盒连接； 进一步，所述下剪切盒外表面设置有锚固钉。本发明的有益效果本发明的现场非扰动土的直剪试验仪，具有以下优点
1)结构简单，易于制造，收放、携带方便；
2)能直接利用现场材料进行加载，使用方便；
3)加载均勻、准确，试验精度较高；
4)上、下剪切盒之间摩擦小，测得结果比较准确。


下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。图1为本发明的结构示意图； 图2为本发明的主视图3为图2的右视图； 图4为图2的俯视图。
具体实施例方式图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的主视图，图3为图2的右视图，图4为 图2的俯视图，如图所示本实施例的现场非扰动土的直剪试验仪，包括剪切装置、垂直加 载装置和水平加载装置，所述剪切装置包括下剪切盒1和以滑动配合方式设置于下剪切盒 1上的上剪切盒2，所述垂直加载装置包括用于容纳重物的加载容器I 3和与加载容器I 3 固定连接用于对上剪切盒2内非扰动土竖直加载的传力组件I，所述水平加载装置包括用 于容纳重物的加载容器II 4和与加载容器II 4连接用于对上剪切盒2水平加载的传力组件 II，使用时，将下剪切盒固定，并将上、下剪切盒套于所测非扰动土四周，然后在下剪切盒四 周放入适量的土石以便固定下剪切盒。同时，直接利用现场土石等材料装入加载容器I内 对待测土进行竖直加载，同时，也利用现场材料装入加载容器II内对上剪切盒施加水平载 荷，进行现场非扰动土的抗剪强度测试，得出竖直载荷与水平载荷的关系，以便于测定非扰 动土的力学性质，以能深入了解非扰动土与扰动土的一些力学性的变化规律，为矿山废石 的排放设计方案和排土场后期的稳定性分析提供理论依据。本实施例中，所述上剪切盒2与下剪切盒1之间沿剪切方向的剪切缝内设置有两 排滚珠5，上、下剪切盒的两侧各一排，以避免上剪切盒与下剪切盒之间的摩擦对试验结果 产生较大影响。本实施例中，所述传力组件I包括上传力板6、下传力板7和设置于上传力板6与 下传力板7之间的滚轴排8，所述加载容器I 3设置于上传力板6正上方并与上传力板6固 定连接，上、下传力板保证土体所受的垂直荷载均勻分布于土体表面，同时，滚轴排使试验 过程中垂直荷载的作用点始终在土体的中心位置，以提高试验准确性。本实施例中，所述传力组件II包括拉绳9、支架10和设置于支架10上的定滑轮 11，所述拉绳9以定滑轮11为支点，一端水平连接上剪切盒2，另一端竖直连接加载容器 II 4，结构简单，易于实现。本实施例中，所述拉绳9 一端设置挂钩13，上剪切盒上设置挂座14，拉绳9通过挂 钩13和挂座14以可拆卸的方式与上剪切盒2连接，便于拆卸进行携带、收放等，使用方便。本实施例中，所述下剪切盒1外表面设置有锚固钉12，锚固钉伸入下剪切盒周围 的土体内进行锚固，以防止下剪切盒在试验过程中移动，影响试验结果。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
权利要求
一种现场非扰动土的直剪试验仪，包括剪切装置、垂直加载装置和水平加载装置，其特征在于所述剪切装置包括下剪切盒(1)和以滑动配合方式设置于下剪切盒(1)上的上剪切盒(2)，所述垂直加载装置包括用于容纳重物的加载容器Ⅰ(3)和与加载容器Ⅰ(3)固定连接用于对上剪切盒(2)内非扰动土竖直加载的传力组件Ⅰ，所述水平加载装置包括用于容纳重物的加载容器Ⅱ(4)和与加载容器Ⅱ(4)连接用于对上剪切盒(2)水平加载的传力组件Ⅱ。
2.根据权利要求1所述的现场非扰动土的直剪试验仪，其特征在于所述上剪切盒(2) 与下剪切盒(1)之间沿剪切方向的剪切缝内设置有滚珠(5)。
3.根据权利要求2所述的现场非扰动土的直剪试验仪，其特征在于所述传力组件I 包括上传力板(6)、下传力板(7)和设置于上传力板(6)与下传力板(7)之间的滚轴排(8)， 所述加载容器I (3)设置于上传力板(6)正上方并与上传力板(6)固定连接。
4.根据权利要求3所述的现场非扰动土的直剪试验仪，其特征在于所述传力组件II 包括拉绳(9)、支架(10)和设置于支架(10)上的定滑轮(11)，所述拉绳(9)以定滑轮(11) 为支点，一端水平连接上剪切盒(2 )，另一端竖直连接加载容器II (4 )。
5.根据权利要求4所述的现场非扰动土的直剪试验仪，其特征在于所述拉绳(9)以可 拆卸的方式与上剪切盒(2)连接。
6.根据权利要求5所述的现场非扰动土的直剪试验仪，其特征在于所述下剪切盒(1) 外表面设置有锚固钉(12)。
全文摘要
本发明公开了一种现场非扰动土的直剪试验仪，包括剪切装置、垂直加载装置和水平加载装置，剪切装置包括下剪切盒和以滑动配合方式设置于下剪切盒上的上剪切盒，垂直加载装置包括加载容器Ⅰ和用于对土体竖直加载的传力组件Ⅰ，水平加载装置包括加载容器Ⅱ和用于对上剪切盒水平加载的传力组件Ⅱ，使用时，将上、下剪切盒套于所测非扰动土四周，然后在下剪切盒四周放入适量的土石以便固定下剪切盒，并在加载容器Ⅰ和加载容器Ⅱ内分别装入现场土石，进行现场非扰动土的抗剪强度测试，以测定非扰动土在不同垂直压力下的剪应力，从而深入了解非扰动土的一些力学性质的变化规律，为矿山废石的排放设计方案和排土场后期的稳定性分析提供理论依据。
文档编号G01N3/24GK101968415SQ20101051433
公开日2011年2月9日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者孔祥云, 杨春和, 王光进, 顾义磊 申请人:重庆大学