本實用新型涉及巖土室內直剪試驗技術領域，更具體涉及一種測量土與結構接觸面顆粒破碎程度直剪試驗裝置。

背景技術：

在土木、水利工程中常遇到不同材料的接觸界面。由于接觸界面兩側材料力學特性的差異，在界面兩側常存在較大的剪應力和產生了位移不連續(xù)現(xiàn)象，應力和變形較為復雜。如對于水利工程中的混凝土面板堆石壩，壩體的安全與面板受力狀態(tài)密切相關，面板在平面內的應力主要取決于面板與墊層間接觸面的剪應力分布狀態(tài)。心墻堆石壩中存在著心墻土料與反濾料，壩殼料與基巖等多種類型的接觸界面。通常這些接觸部位又是壩體易發(fā)生事故的薄弱環(huán)節(jié)，其中接觸面剪切帶（巖土材料破壞過程中會伴隨著材料內部一個應力較為集中的區(qū)域，這一高梯度的應變集中區(qū)域在材料進入臨界狀態(tài)是會貫通形成帶狀區(qū)域，這一現(xiàn)象在材料力學、巖土力學領域里被稱為應變局部化帶或剪切帶。）受剪力對顆粒破壞最為嚴重，造成大顆粒減少，小顆粒增多，顆粒大小分布對工程穩(wěn)定起著重要作用，因此開展剪切帶顆粒破碎的研究具有十分重要的意義。

由于受到儀器設備的限制，關于土與結構物的接觸面剪切帶的顆粒破碎狀況的研究多存在于表面宏觀觀察，而關于接觸面剪切帶的顆粒破碎的微觀量化研究較少?，F(xiàn)有文獻記載為1994年殷宗澤用微型“潛望鏡”裝置和2000年胡黎明用數(shù)字照相技術直接用于觀察結構面附近土與結構件的相對位移來探討土與結構接觸面剪切試驗中的顆粒的破碎和運動變化。

文獻所述的兩種設備雖然可以記錄剪切試驗中接觸面剪切帶的顆粒運動、破碎過程，但不能對接觸面剪切帶處顆粒進行精確收集，難以進行量化計算。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于解決背景技術問題，提供一種測量土與結構接觸面顆粒破碎程度直剪試驗裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案是，一種測量土與結構接觸面顆粒破碎程度直剪試驗裝置，其特征在于：包括的下剪切盒，下剪切盒外側與支架固定連接，支架與刮平裝置活動配合連接，所述刮平裝置設置有第四套筒，第四套筒外軸面與U形槽固定連接，所述U形槽開口背向于第四套筒的圓心軸，U形槽兩端均設有水平對應插孔，插孔與插栓的外軸面活動配合連接，插栓與水平桿活動配合插接。所述下剪切盒內裝填有結構材料，結構材料上側活動配合連接上剪切盒裝置，所述上剪切盒裝置包括第一套筒，第一套筒上側設置有第三套筒，在第一套筒與第三套筒之間還設有至少一個第二套筒。

優(yōu)選地，所述結構材料上側界面與下剪切盒上部開口平齊。

優(yōu)選地，所述下剪切盒和上剪切盒裝置均為圓柱形結構，下剪切盒直徑大于上剪切盒裝置直徑。

優(yōu)選地，在所述第一套筒一側設有第一凸臺。

優(yōu)選地，第一凹槽與所述有第一凸臺對應插接配合。

優(yōu)選地，在所述第三套筒一側設有第二凹槽，第二凹槽與所述第二凸臺對應插接配合。

優(yōu)選地，所述支架包括底板和立桿，所述底板一端與下剪切盒固定連接，底板另一端與立桿固定連接，所述立桿垂直于底板，立桿方向向上。

本實用新型具有的有益效果：該裝置結構簡單，易于加工，容易操作，設有顆粒刮取裝置方便顆粒收集，剪切試驗后對接觸面剪切帶的顆粒進行分層收集，為接觸面剪切帶顆粒破碎的量化計算提供方便。

附圖說明

圖1為本實用新型一種測量土與結構接觸面顆粒破碎程度直剪試驗裝置的結構立體示意圖；

圖2為本實用新型一種測量土與結構接觸面顆粒破碎程度直剪試驗裝置的上下剪切盒基本結構示意圖；

圖3為本實用新型一種測量土與結構接觸面顆粒破碎程度直剪試驗裝置的第一套筒剖面示意圖；

圖4為本實用新型一種測量土與結構接觸面顆粒破碎程度直剪試驗裝置第二套筒剖面示意圖；

圖5為本實用新型一種測量土與結構接觸面顆粒破碎程度直剪試驗裝置第三套筒立體示意圖；

圖6為本實用新型一種測量土與結構接觸面顆粒破碎程度直剪試驗裝置刮平裝置結構示意圖。

圖中：1-下剪切盒；2-上剪切盒裝置；3-第一套筒；3a-第一凸臺；4-第二套筒；4a-第二凸臺；4b-第一凹槽；5-第三套筒；5a-第二凹槽；6-裝填材料；7-支架裝置；8-立桿；9-底板；10-刮平裝置；11-水平桿；12-第四套筒；13-插孔；14-U形槽；15-插栓。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。

請參閱圖1-6，一種測量土與結構接觸面顆粒破碎程度直剪試驗裝置包括的下剪切盒1，下剪切盒1外側與支架7固定連接，支架7包括底板9和立桿8，底板9一端與下剪切盒1固定連接，底板9另一端與立桿8固定連接，立桿8垂直于底板9，立桿8方向向上；支架7與刮平裝置活動配合連接，刮平裝置10設置有第四套筒12，第四套筒12外軸面與U形槽14固定連接，U形槽14開口背向于第四套筒12的圓心軸，U形槽14兩端均設有水平對應插孔13，插孔13與插栓15的外軸面活動配合連接，插栓15與水平桿11活動配合插接；進一步的，按上述方法組裝好的上剪切盒裝置2，將上剪切盒裝置2裝入試驗土體顆粒，然后將裝有土體顆粒的上剪切盒裝置2安置于填裝結構材料6的下剪切盒1上側；下剪切盒1內裝填有結構材料6，結構材料6上側界面與下剪切盒1上部開口保持平齊；結構材料6上側活動配合連接上剪切盒裝置2，下剪切盒1和上剪切盒裝置2均為圓柱形結構，下剪切盒1直徑大于上剪切盒裝置2直徑；上剪切盒裝置2包括第一套筒3，所述上剪切盒裝置2包括第一套筒3，第一套筒3上側配合連接第三套筒5，在第一套筒3與第三套筒5之間還設有至少一個第二套筒4；在第一套筒3一側設有第一凸臺3a，在第二套筒4一側設有第二凸臺4a、另一側設有第一凹槽4b，第一凹槽4b與有第一凸臺3a對應插接配合，在第三套筒5一側設有第二凹槽5a，第二凹槽5a與第二凸臺4a對應插接配合。

使用時，將上述一種測量土與結構接觸面顆粒破碎程度直剪試驗裝置安置于剪切儀器上進行剪切試驗，剪切試驗后，取下所本實用新型裝置。

進一步的，取下第三套筒5，對第三套筒5滑落的顆粒進行收集，第三套筒5一部分顆粒殘留在該裝置上部。

進一步的，將刮取裝置提升到該裝置對應剪切盒頂部高度，水平桿水平放置在第二套筒4頂部，以立桿8為圓心水平旋轉水平桿11，將第三套筒通5殘留顆粒刮下，收集第三套筒5內的顆粒，將收集顆粒單獨保存。

進一步的，采用第三套筒5內顆粒收集方式對第二套筒4和第一套筒3中的顆粒進行收集保存。

進一步的，收集的顆粒進行篩分，繪制顆粒級配線，計算每層的顆粒破碎。