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一種應(yīng)力控制式直剪儀的制作方法

文檔序號:6044683閱讀:615來源:國知局
一種應(yīng)力控制式直剪儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)力控制式直剪儀,其傳力桿的右側(cè)設(shè)有與量力環(huán)左端的球形凸起適配的球形凹槽一,反力臺的螺紋連接桿的左端部呈球形,量力環(huán)的右端設(shè)有與螺紋連接桿的左端部適配的球形凹槽二;其特征在于:所述的量力環(huán)未受力狀態(tài)下的長度與用于替換量力環(huán)的鋼塊的長度相同,所述的鋼塊左端部設(shè)有凸起,且該凸起與量力環(huán)左端的球形凸起的形狀、尺寸完全相同,鋼塊的右端設(shè)有球形凹槽三,且該球形凹槽三與量力環(huán)右端的球形凹槽二的形狀、尺寸完全相同。該直剪儀的剛度高、穩(wěn)定性強(qiáng),位移測試數(shù)據(jù)更加精確,從而整個(gè)試驗(yàn)結(jié)果更加可靠。
【專利說明】一種應(yīng)力控制式直剪儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)力控制式直剪儀,屬于土工試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]直接剪切試驗(yàn)是測定土體抗剪強(qiáng)度的一種常用方法,具有設(shè)備簡單、操作方便等特點(diǎn)。試驗(yàn)時(shí)一般取4個(gè)試樣,分別施加不同法向壓力,再分別對它們施加水平剪切力進(jìn)行剪切,求得破壞時(shí)的剪應(yīng)力τ。然后,根據(jù)Coulomb準(zhǔn)則確定土的抗剪強(qiáng)度參數(shù):內(nèi)摩擦角Φ和黏聚力Co
[0003]直接剪切試驗(yàn)有快剪、固結(jié)快剪、慢剪三種試驗(yàn)方法,另外還有測定土體長期剪切強(qiáng)度的試驗(yàn),其所使用的直剪儀有應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種。應(yīng)變控制式直剪儀適用于快剪試驗(yàn)和固結(jié)快剪試驗(yàn),它是控制試樣產(chǎn)生一定位移,測定其相應(yīng)的水平剪應(yīng)力,而得出土體的抗剪強(qiáng)度。應(yīng)力控制式直剪儀適用于慢剪試驗(yàn)和測定土體長期剪切強(qiáng)度的試驗(yàn),它是對試樣施加一定的水平剪應(yīng)力,測定其相應(yīng)的位移,而得出土體的抗剪強(qiáng)度。
[0004]采用應(yīng)力控制式直剪儀進(jìn)行試驗(yàn)的具體做法是:待測試樣安裝于剪切盒的上、下盒之中,剪切盒的下盒與儲水盒固定連接,剪切力施加裝置將水平向右的力施加在儲水盒上,使儲水盒向右移動,而剪切盒的上盒被直剪儀的反力臺限位,從而使剪切盒的上、下盒產(chǎn)生相對位移,使其中的試樣受剪,根據(jù)剪切力施加裝置的施力大小與上、下盒之間相對位移的關(guān)系得到試樣的抗剪性能。
[0005]應(yīng)力控制式直剪儀的剪切力施加裝置各個(gè)部件之間的摩擦力以及儀器制造精度不足而導(dǎo)致的杠桿比誤差都會造成剪切力施加裝置產(chǎn)生的剪切力輸入值和實(shí)際作用在土體試樣上的剪切力輸出值不同,產(chǎn)生誤差,降低了試驗(yàn)結(jié)果的精確性和可靠性。
[0006]目前減少剪切力誤差的方法通常是:在反力臺和剪切盒的上盒之間安裝量力環(huán)測量出剪切盒的上、下盒之間的剪切力作為試樣實(shí)際受到的實(shí)際剪切力輸出值,以實(shí)現(xiàn)對剪切力的修訂。但是,由于量力環(huán)是通過自身變形量乘以相應(yīng)的率定系數(shù)來得出其受力的大小,所以與量力環(huán)相連的剪切盒的上盒,以及由上盒帶動的試樣、下盒、儲水盒都會隨量力環(huán)產(chǎn)生相應(yīng)位移,增加位移測試的誤差;同時(shí),這也降低了整個(gè)試驗(yàn)儀器的剛度和穩(wěn)定性,隨之產(chǎn)生的輕微晃動也進(jìn)一步降低了位移測試精度,加大了測試誤差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種應(yīng)力控制式直剪儀,該直剪儀的剛度高、穩(wěn)定性強(qiáng),位移測試數(shù)據(jù)更加精確,從而整個(gè)試驗(yàn)結(jié)果更加可靠。
[0008]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是,一種應(yīng)力控制式直剪儀,包括支承平臺、支承平臺上表面左部的儲水盒、固定在儲水盒的內(nèi)底面上的剪切盒的下盒、置于下盒上方的剪切盒的上盒,內(nèi)套于上盒內(nèi)腔的剪切盒的上蓋,對剪切盒的上蓋施加法向力的法向力加載裝置、對儲水盒左壁施加剪切力的剪切力加載裝置,與剪切盒的上盒右壁相連的傳力桿,支承平臺位于傳力桿右側(cè)的上表面固定的反力臺,傳力桿的右端設(shè)有與量力環(huán)左端的球形凸起適配的球形凹槽一,反力臺的螺紋連接桿的左端部呈球形,量力環(huán)的右端設(shè)有與螺紋連接桿的左端部適配的球形凹槽二 ;其特征在于:所述的量力環(huán)未受力狀態(tài)下的長度與用于替換量力環(huán)的鋼塊的長度相同,所述的鋼塊左端部設(shè)有凸起,且該凸起與量力環(huán)左端的球形凸起的形狀、尺寸完全相同,鋼塊的右端設(shè)有球形凹槽三,且該球形凹槽三與量力環(huán)右端的球形凹槽二的形狀、尺寸完全相同。
[0009]本實(shí)用新型的使用方法是:
[0010]儀器標(biāo)定:在剪切盒內(nèi)安裝形狀與真實(shí)試樣完全形同的標(biāo)定鐵塊代替真實(shí)土體試樣,并在傳力桿和反力臺的螺紋連接桿之間安裝好量力環(huán),根據(jù)試驗(yàn)要求,通過法向力加載裝置和剪切力加載裝置分別施加法向力和剪切力,記錄量力環(huán)測得的實(shí)際剪切力輸出值。施加不同法向力和剪切力,重復(fù)以上操作,得到系列剪切力輸入值與輸出值的對應(yīng)關(guān)系。
[0011]土體剪切試驗(yàn):向右旋出螺紋連接桿,拆除量力環(huán),將鋼塊左端的凸起與傳力桿右端的球形凹槽一對齊,鋼塊右端的球形凹槽三與螺紋連接桿的左端對齊,向左適度旋進(jìn)螺紋連接桿,至此完成鋼塊替代量力環(huán)的安裝。然后,在剪切盒內(nèi)安裝土體試樣,根據(jù)試驗(yàn)要求安裝位移測試裝置,通過法向力加載裝置和剪切力加載裝置分別施加法向力和剪切力,記錄相應(yīng)的位移測試數(shù)據(jù),試樣承受的實(shí)際剪切力輸出值根據(jù)儀器標(biāo)定時(shí)的系列剪切力輸入值與輸出值的對應(yīng)關(guān)系得出。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]土體剪切試驗(yàn)前,通過安裝的量力環(huán)對直剪儀進(jìn)行標(biāo)定,得到所施加的系列剪切力輸入值與實(shí)際剪切力輸出值之間的關(guān)系,剪切試驗(yàn)時(shí)試樣承受的實(shí)際剪切力輸出值根據(jù)該關(guān)系得出,從而有效地修訂了剪切力施加裝置各個(gè)部件之間的摩擦力及儀器制造精度導(dǎo)致的剪切力輸出誤差。同時(shí),在剪切試驗(yàn)時(shí),用鋼塊代替量力環(huán),避免了由量力環(huán)的形變引起的剪切盒的上、下盒及儲水盒的位移,減少了剪切位移的測試誤差,并且提高了儀器的整體剛度和自身穩(wěn)定性,輕微晃動對位移測試的干擾減小,進(jìn)一步提高了位移測試的精確性,從而整個(gè)試驗(yàn)結(jié)果更加可靠。
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例安裝量力環(huán)進(jìn)行標(biāo)定時(shí)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是圖1的A-A剖視圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例安裝鋼塊替換量力環(huán)進(jìn)行土體剪切試驗(yàn)時(shí)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4是圖3的A-A剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例
[0020]圖1-4示出,本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】是,一種應(yīng)力控制式直剪儀,包括支承平臺10、支承平臺10上表面左部的儲水盒20、固定在儲水盒20的內(nèi)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,內(nèi)套于上盒32內(nèi)腔的剪切盒的上蓋31,對剪切盒的上蓋31施加法向力的法向力加載裝置40、對儲水盒20左壁施加剪切力的剪切力加載裝置50,與剪切盒30的上盒32右壁相連的傳力桿34,支承平臺10位于傳力桿34右側(cè)的上表面固定的反力臺6,傳力桿34的右端設(shè)有與量力環(huán)7左端的球形凸起7a適配的球形凹槽一 34a,反力臺6的螺紋連接桿6a的左端部呈球形,量力環(huán)7的右端設(shè)有與螺紋連接桿6a的左端部適配的球形凹槽二 7b。
[0021]將量力環(huán)7左端的球形凸起7a置于傳力桿34右端的球形凹槽一 34a中,量力環(huán)7右端的球形凹槽二 7b對準(zhǔn)螺紋連接桿6a呈球形的左端部,再旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺紋連接桿6a的位置即可將量力環(huán)7安裝在直剪儀上進(jìn)行直剪儀的標(biāo)定,即圖1、圖2的情形。
[0022]本例的量力環(huán)7未受力狀態(tài)下的長度與用于替換量力環(huán)7的鋼塊8的長度相同,所述的鋼塊8左端部設(shè)有凸起8a,且該凸起8a與量力環(huán)7左端的球形凸起7a的形狀、尺寸完全相同,鋼塊8的右端設(shè)有球形凹槽三Sb,且該球形凹槽三Sb與量力環(huán)7右端的球形凹槽二 7b的形狀、尺寸完全相同。
[0023]將螺紋連接桿6a旋松,取下量力環(huán)7。然后將鋼塊8左端部的凸起8a置于傳力桿34右端的球形凹槽一 34a中,鋼塊8右端的球形凹槽三8b對準(zhǔn)螺紋連接桿6a呈球形的左端部,再旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺紋連接桿6a的位置,即可將鋼塊8安裝在直剪儀上進(jìn)行土體剪切試驗(yàn),即圖3、圖4的情形。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)力控制式直剪儀,包括支承平臺(10)、支承平臺(10)上表面左部的儲水盒(20)、固定在儲水盒(20)的內(nèi)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),內(nèi)套于上盒(32)內(nèi)腔的剪切盒的上蓋(31),對剪切盒的上蓋(31)施加法向力的法向力加載裝置(40)、對儲水盒(20)左壁施加剪切力的剪切力加載裝置(50),與剪切盒的上盒(32)右壁相連的傳力桿(34),支承平臺(10)位于傳力桿(34)右側(cè)的上表面固定的反力臺(6),傳力桿(34)的右端設(shè)有與量力環(huán)(7)左端的球形凸起(7a)適配的球形凹槽一(34a),反力臺(6)的螺紋連接桿(6a)的左端部呈球形,量力環(huán)(7)的右端設(shè)有與螺紋連接桿(6a)的左端部適配的球形凹槽二(7b);其特征在于:所述的量力環(huán)(7)未受力狀態(tài)下的長度與用于替換量力環(huán)(7)的鋼塊(8)的長度相同,所述的鋼塊(8)左端部設(shè)有凸起(8a),且該凸起(8a)與量力環(huán)(7)左端的球形凸起(7a)的形狀、尺寸完全相同,鋼塊(8)的右端設(shè)有球形凹槽三(8b),且該球形凹槽三(Sb)與量力環(huán)(7)右端的球形凹槽二(7b)的形狀、尺寸完全相同。
【文檔編號】G01N3/24GK203688369SQ201420013930
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】阮紅風(fēng), 羅強(qiáng), 孟偉超, 鄒亮明, 熊勇, 珠江江, 侯振斌, 呂文強(qiáng), 張玉廣, 趙明志 申請人:西南交通大學(xué)
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