CN105527173A - 一种大型室内直剪试验装置 - Google Patents

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张云毅
张可能
张顺清
杨宇航
黄友汉
江海东
王玺
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Abstract

一种用于进行大型室内直剪试验的装置。剪切框采用分级圆桶结构，外部固定框架设置相应分级卡槽以满足反力架、蜗轮箱的升降，钢制底座、框架、连接杆形成封闭的四面封闭构造，便于千斤顶施加正应力，除剪切面上下级圆桶外、各级圆桶之间以环扣相连。

Description

一种大型室内直剪试验装置
所属技术领域
本发明涉及一种室内直剪试验装置，特别是用于大型土体室内平面直剪的试验装置。
背景技术
直剪试验时国家规范中测定岩土体抗剪强度指标的基本试验方法，分为室内试验和原位试验两种，室内直剪试验操作方便，一般施加垂直压力，然后对剪切盒的下盒逐级施加水平力，直至试样被剪坏，参照摩尔-库伦强度准则计算土体抗剪强度指标，本方法适用于重塑土试验和粒径较为均匀的细粒土原状样测试。因仪器尺寸受到一定限制，无法完成夹杂大颗粒土体的实验操作，当土体均匀性较差时，数据存在较大误差。原位试验是在原位条件下对土体进行剪切测试，规模较大，可以满足各类土体的剪切测试，试验数据较为可靠，接近现场实际情况。原位试验操作不变，成本较高，现场条件可控性差，不适宜大范围应用。除上述两种常见直剪试验方法外，目前国内外学者及工程人员根据各自不同的研究方向和领域开发了很多改进型的直剪试验装置，有针对特殊材料做的特殊处理，也有增加温控***、加载***、实时计量***等特殊装置的剪切试验仪器。
发明内容
一、发明的目的是:
完成重塑土、非均质土、不均匀形状原状土的室内大型直剪试验。
二、要解决的技术问题：
现有规范执行的直剪试验中，室内试验以重塑土和室内原状细粒土为主，可以很好进行固结、饱和等试样的室内试验，原位大面积剪切试验能够完成夹杂碎石等各类土体的试验操作，所做试验可以较为准确的反应现场地质应力条件，应用范围较广。本装置定位于室内试验装置，基于基本剪切试验原理，提高剪切面尺寸，解决标准剪切仪尺寸受限，剪切土体粒径不宜过大的限制，同时作为一种室内试验装置，要满足使用方便、省时、省力、便于拓展研究的要求，解决原位试验耗费过大的问题，使其满足一般科研需要。
该类大型试验对象应当包含所有重塑土、大部分原状土类型，且试样形状不应受到过大限制。
试样装入实验容器后空隙部分填充满足特殊规定的干燥细砂，结合室内试验确定细砂无正应力条件下抗剪强度峰值，用于试验土体的抗剪强度修正。
三、发明的优点和积极效果:
1.土体制作过程简单，1-2人即可完成操作；适用性强，适合砂土、黄土、粘土、砂卵石层及复杂填土等各类土体模型的试验。
2.注浆过程扩展性强，可以方便增加辅助施力或测量装置实现试验过程的精细化，试验前后土体可以方便进行取样进一步研究。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是试验装置立体构造图。
图2是试验装置内部构造图解。
图3是试验装置俯视图。
图4是试验装置侧视图。
图5是试验装置正视图。
图6是试验装置效果图。
其中：1-下挡板、2-剪切筒、3-导向轨、4-导轮、5-传力柱、6-涡轮推杆箱、7-支架、8-固定杆、9-卡槽
具体实施方式：
制作符合要求的大块体重塑试样或取完整试样，进行简单修整，使试样直径不超过剪切仪器内径。
将试样放入试验容器，根据试样的高度叠加剪切筒数量，用卡扣固定连接。剪切面上下相邻剪切筒（2）不以卡扣相连。
在容器孔隙部分底部充填约5cm厚棉花，上部均匀充填细砂至试样顶部，使顶面保持水平。
顶面平铺传力板，利用千斤顶施加正应力，应力计进行测量读数，千斤顶与顶板直剪用钢制滚珠连接。
待试样固结完成后，利用涡轮推杆箱（6）进行剪切试验，在传力柱（5）与推杆箱顶杆直剪设置应力计测量读数。应变以涡轮推杆箱转动周数换算。
根据试验结果绘制应力-应变曲线，确定峰值强度等指标。

Claims (3)

1.一种用于大型土体室内直接剪切试验的仪器，采用框架固定，圆桶分层剪切。
2.根据权利要求1所述的直剪试验装置，其特征是：土体容器为圆桶分级叠加，框架卡槽与剪切筒上下对称排列。
3.根据权利要求1所述的直剪试验装置，其特征是：剪切筒通过导轮与导轨贴合，下筒挡板固定，剪切筒紧贴涡轮推杆箱向前移动。
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