本實(shí)用新型涉及土木工程領(lǐng)域，具體涉及一種四周套箍式剪切盒三向受壓直剪儀。

背景技術(shù)：

直剪儀是土工試驗(yàn)中最常規(guī)的一種試驗(yàn)設(shè)備，主要用于測(cè)定巖土體在靜載荷條件下的抗剪強(qiáng)度參數(shù)。巖土體的失穩(wěn)絕大多數(shù)是由剪切破壞引起的，巖土工程的失穩(wěn)破壞都伴隨著剪切位移的發(fā)展，因此通過(guò)施加剪切力或控制剪切位移對(duì)巖土體進(jìn)行試驗(yàn)，準(zhǔn)確測(cè)定巖土體的抗剪強(qiáng)度參數(shù)在巖土工程建設(shè)中具有重要意義，直剪試驗(yàn)則是一種重要的試驗(yàn)手段。

直剪試驗(yàn)是以Coulomb理論為理論基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)的，是最早且最直接測(cè)定巖土體抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)方法。試驗(yàn)可分為應(yīng)力控制式和應(yīng)變控制式兩種，應(yīng)力控制式直剪試驗(yàn)是將土樣裝入剪切盒中，通過(guò)加壓板對(duì)土樣施加垂直壓力的同時(shí)，對(duì)試樣施加恒定的水平剪切，測(cè)定相應(yīng)剪切位移，用于蠕變?cè)囼?yàn)，測(cè)定土樣的長(zhǎng)期強(qiáng)度。應(yīng)變控制式直剪試驗(yàn)則是在對(duì)土樣施加垂直壓力的同時(shí)，按恒定速率剪切，測(cè)定其相應(yīng)的水平剪應(yīng)力，進(jìn)而測(cè)定土樣常規(guī)剪切強(qiáng)度。

目前國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)直剪儀的剪切盒形狀和大小均為固定的，剪切過(guò)程中僅對(duì)土樣施加不同大小的垂直壓力，然后施加水平剪切力進(jìn)行剪切，進(jìn)而求得土樣的內(nèi)摩擦角ф和凝聚力c，由于未考慮土在地下的三維受力狀態(tài)，所以就不能真實(shí)反映出土樣的力學(xué)指標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種四周套箍式剪切盒三向受壓直剪儀，能夠在剪切試驗(yàn)中真實(shí)反映并有效測(cè)量土樣在三維應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)參數(shù)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：包括用于容納待測(cè)土樣的剪切盒，所述的剪切盒由剪切上盒與剪切下盒組成，剪切上盒與剪切下盒中均設(shè)有套箍式環(huán)形加壓圈，所述的套箍式環(huán)形加壓圈由旋鈕刻度板連接起來(lái)的兩部分半圓形卡環(huán)組合而成，且所述的剪切盒頂部設(shè)置有垂直加壓裝置；所述的剪切上盒與固定在試驗(yàn)臺(tái)上的水平位移測(cè)力計(jì)連接，剪切下盒連接能夠使剪切上盒與剪切下盒相對(duì)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

所述的剪切盒底部設(shè)有透水板，透水板下方設(shè)置儲(chǔ)水盒。

所述的剪切下盒連接滾珠小車，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括相配套的驅(qū)動(dòng)器以及剪切傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)器經(jīng)過(guò)剪切傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接滾珠小車。

所述的垂直加壓裝置包括垂直加壓框架，垂直加壓框架經(jīng)過(guò)傳壓板向土樣施壓，垂直加壓框架連接垂直壓力計(jì)。

所述套箍式環(huán)形加壓圈的兩部分半圓形卡環(huán)在對(duì)接處設(shè)有臺(tái)階狀缺口，內(nèi)側(cè)缺口處設(shè)置固定墊片。所述套箍式環(huán)形加壓圈的兩部分半圓形卡環(huán)均采用金屬環(huán)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型使剪切上盒與剪切下盒發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)改變旋鈕刻度板上的旋鈕位置來(lái)調(diào)整套箍式環(huán)形加壓圈的直徑，進(jìn)而調(diào)整土樣所受環(huán)向壓力的大小，再結(jié)合垂直加壓，能夠使土樣處于三維受力狀態(tài)，本實(shí)用新型測(cè)得的數(shù)據(jù)更真實(shí)地反映了土樣的力學(xué)參數(shù)。本實(shí)用新型的各部件均采用機(jī)械連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工成本低，使用便捷，易于進(jìn)行零部件的維護(hù)與更換，為節(jié)約使用成本提供了便利，能夠在生產(chǎn)和教學(xué)中推廣應(yīng)用。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型剪切盒底部設(shè)有透水板，透水板下方設(shè)置儲(chǔ)水盒，便于土樣受壓后排出內(nèi)部水分，避免對(duì)測(cè)試結(jié)果造成影響。

附圖說(shuō)明

圖1本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本實(shí)用新型剪切盒的截面示意圖；

附圖中：1-剪切傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；2-驅(qū)動(dòng)器；3-剪切下盒；4-剪切下盒；5-垂直加壓框架；6-垂直壓力計(jì)；7-傳壓板；8-透水板；9-剪切上盒；10-儲(chǔ)水盒；11-水平位移測(cè)力計(jì)；12-滾珠小車；13-土樣；14-旋鈕刻度板；15-固定墊片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1，2，本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)上包括用于容納待測(cè)土樣13的剪切盒，剪切盒由剪切上盒9與剪切下盒3組成，剪切上盒9與剪切下盒3中均設(shè)有套箍式環(huán)形加壓圈，套箍式環(huán)形加壓圈由旋鈕刻度板14連接起來(lái)的兩部分半圓形卡環(huán)組合而成，兩部分半圓形卡環(huán)均采用金屬環(huán)，半圓形卡環(huán)在對(duì)接處設(shè)有臺(tái)階狀缺口，內(nèi)側(cè)缺口處設(shè)置固定墊片15。剪切盒頂部設(shè)置有垂直加壓裝置，垂直加壓裝置包括垂直加壓框架5，垂直加壓框架5經(jīng)過(guò)傳壓板7向土樣13施壓，垂直加壓框架5連接垂直壓力計(jì)6。剪切盒底部設(shè)有透水板8，透水板8下方設(shè)置儲(chǔ)水盒10。剪切上盒9與固定在試驗(yàn)臺(tái)上的水平位移測(cè)力計(jì)11連接，剪切下盒4連接能夠使剪切上盒9與剪切下盒4相對(duì)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。剪切下盒3連接滾珠小車12，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括相配套的驅(qū)動(dòng)器2以及剪切傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1，驅(qū)動(dòng)器2經(jīng)過(guò)剪切傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1連接滾珠小車12。

本實(shí)用新型在使用過(guò)程中，首先將制好的土樣13裝入柱型的剪切下盒4與剪切上盒9中，土樣13放置完成后首先利用垂直加壓框架5及垂直壓力計(jì)6對(duì)土樣13施加工程所需的垂直荷載，待穩(wěn)定后，再通過(guò)旋鈕刻度板14改變箍式環(huán)形加壓圈的直徑，進(jìn)而調(diào)整環(huán)向壓力大小，達(dá)到施加工程所需的環(huán)向載荷。接著進(jìn)行土樣的剪切試驗(yàn)，直到土樣完全剪切破壞后結(jié)束試驗(yàn)，剪切結(jié)束后，退出剪切、垂直載荷和環(huán)向載荷，復(fù)原。

本實(shí)用新型剪切盒的機(jī)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)靈活，試驗(yàn)過(guò)程中能夠根據(jù)不同圍壓的需求，通過(guò)調(diào)節(jié)旋鈕刻度板14上的旋鈕來(lái)施加環(huán)向壓力，容易滿足各種工程需求。