本實(shí)用新型屬于土工試驗(yàn)儀器設(shè)備，具體涉及一種進(jìn)行大粒徑砂礫土試驗(yàn)的空心圓柱扭剪儀底座。

背景技術(shù)：

土的動(dòng)力特性試驗(yàn)在土木工程實(shí)踐與理論研究過(guò)程中具有極為重要的作用?？招膱A柱扭剪儀是目前室內(nèi)土工試驗(yàn)儀器中最為復(fù)雜、功能最為強(qiáng)大的儀器之一，然而在進(jìn)行土的等壓固結(jié)及其動(dòng)力特性試驗(yàn)時(shí)存在以下問(wèn)題：我國(guó)土工試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定，砂礫土動(dòng)力試驗(yàn)徑徑比不宜大于1/10，而通?？招脑嚇雍穸葹?0mm，標(biāo)準(zhǔn)試樣中最大允許粒徑為2mm，不適合進(jìn)行砂礫土的動(dòng)力特性試驗(yàn)，且用于透水的銅制透水石無(wú)論在材料還是加工制作方面都比較昂貴，因而，迫切需要一種可以進(jìn)行大顆粒砂礫土的動(dòng)力特性試驗(yàn)的又比較經(jīng)濟(jì)的底座裝置，這解決了土樣粒徑的大小對(duì)土動(dòng)力特性的研究產(chǎn)生的局限等問(wèn)題，對(duì)土工領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究起到了促進(jìn)作用，具備現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種進(jìn)行大粒徑砂礫土試驗(yàn)的HCA空心圓柱扭剪儀底座，用于進(jìn)行砂礫土的動(dòng)力特性試驗(yàn)，該底座具備操作簡(jiǎn)便、構(gòu)造簡(jiǎn)明、經(jīng)濟(jì)適用等優(yōu)點(diǎn)，便于研究更大粒徑砂礫土的動(dòng)力特性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是提供一種進(jìn)行大粒徑砂礫土試驗(yàn)的空心圓柱扭剪儀底座，其中：該底座包括通過(guò)螺釘擰接在HCA儀底板上的底座鋼板部分和不銹鋼底座部分。

所述底座鋼板部分包括底板和空心柱狀管體連接而形成同心的一體件，空心柱狀管體直徑為60mm，底板為實(shí)心底板，底板中心處設(shè)有五個(gè)反壓孔，一個(gè)反壓孔在底板正中心處，另外四個(gè)均勻分布在中心處的周圍，每個(gè)反壓孔孔徑為5mm，底板邊緣一圈均勻分布六個(gè)底板螺絲孔，底板邊緣六個(gè)底板螺絲孔里側(cè)也均勻分布六個(gè)內(nèi)螺絲孔。

所述不銹鋼底座部分為一個(gè)圓柱體，其厚度為20mm，空心柱狀管體套在圓柱體內(nèi)，圓柱體一周均勻分布六個(gè)上下貫通的底座螺絲孔，與底板上的內(nèi)螺絲孔位置相對(duì)應(yīng)。

通過(guò)六顆螺釘在底座螺絲孔處將不銹鋼底座部分與底座鋼板部分的底板相連，底板中心的反壓孔處覆蓋一層直徑為60mm的圓形濾紙片。

本實(shí)用新型的效果是該底座使得HCA儀可以進(jìn)行顆粒粒徑最高為8mm的砂礫土的動(dòng)力特性試驗(yàn)，比以往最大粒徑多出6mm，且均等固結(jié)砂礫土?xí)r其應(yīng)力應(yīng)變時(shí)程曲線更加光滑完整，幅值更加穩(wěn)定，從而模擬出來(lái)的地下土環(huán)境狀態(tài)更加豐富，也更加貼合地下土顆粒的實(shí)際情況，此外用不銹鋼板取代銅制透水石更加經(jīng)濟(jì)，更容易加工。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的底座三維示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的底座底座鋼板三維示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的不銹鋼底座三維示意圖；

圖4是本實(shí)用新型的底座側(cè)視圖；

圖5是本實(shí)用新型的底座工作原理示意圖；

圖6是使用本實(shí)用新型底座進(jìn)行砂礫土動(dòng)力試驗(yàn)的應(yīng)變時(shí)程曲線；

圖7是使用本實(shí)用新型底座進(jìn)行砂礫土動(dòng)力試驗(yàn)的應(yīng)力時(shí)程曲線。

圖中：

1、空心柱狀管體 2、不銹鋼底座 3、底座螺絲孔 4、鋼板螺絲孔 5、底板 6、反壓孔 7、內(nèi)壓室 8、加載裝置 9、水缸 10、外壓室 11、HCA儀底板 12、實(shí)心圓柱土樣 13、頂蓋 14、計(jì)算機(jī) 15、濾紙片

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)行大粒徑砂礫土試驗(yàn)的空心圓柱扭剪儀底座的結(jié)構(gòu)加以說(shuō)明。

本實(shí)用新型的進(jìn)行大粒徑砂礫土試驗(yàn)的空心圓柱扭剪儀底座設(shè)計(jì)原理：

如圖1-4所示，本實(shí)用新型的進(jìn)行大粒徑砂礫土試驗(yàn)的空心圓柱扭剪儀底座結(jié)構(gòu)是：該底座包括通過(guò)螺釘擰接在HCA儀底板上的底座鋼板部分和不銹鋼底座部分。

所述底座鋼板部分包括底板5和空心柱狀管體1連接而形成同心的一體件，為了使通常所用的直徑為100mm的圓柱土樣有足夠的內(nèi)圍壓施加空間，故空心柱狀管體1直徑設(shè)定為60mm，底板5為實(shí)心底板，為了給土樣施加內(nèi)圍壓需要底板5中心處設(shè)有五個(gè)反壓孔6，一個(gè)反壓孔6在底板5正中心處，另外四個(gè)均勻分布在中心處的周圍，每個(gè)反壓孔6孔徑為5mm，全部用來(lái)透水且保證了透過(guò)水流的流量，底板5邊緣一圈均勻分布六個(gè)底板螺絲孔4，底板邊緣六個(gè)螺絲孔里側(cè)也均勻分布六個(gè)內(nèi)螺絲孔。

所述不銹鋼底座部分2為一個(gè)圓柱體，其厚度為20mm，正好能承載通常測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)土樣厚度，空心柱狀管體1套在圓柱體內(nèi)，圓柱體一周均勻分布六個(gè)上下貫通的底座螺絲孔3，與底板5上的內(nèi)螺絲孔位置相對(duì)應(yīng)。

通過(guò)六顆螺釘在底座螺絲孔3處將不銹鋼底座部分2與底座鋼板部分的底板5相連，底板中心的反壓孔6處覆蓋一層直徑為60mm的圓形濾紙片15，其直徑等同于空心柱狀管體1的直徑，濾紙片15正好覆蓋在五個(gè)反壓孔6上，使得既能讓反壓孔6正常向上透水給土樣施壓，又能保證砂礫土顆粒不會(huì)堵塞反壓孔6。

本實(shí)用新型進(jìn)行大粒徑砂礫土試驗(yàn)的空心圓柱扭剪儀底座功能是這樣實(shí)現(xiàn)的：

如圖5所示，進(jìn)行大粒徑砂礫土試驗(yàn)的空心圓柱扭剪儀底座下端通過(guò)螺絲固定在HCA儀底板11上，底座上端放置實(shí)心圓柱砂礫土樣12，其粒徑在0.5～8mm之間不等，土樣外部套一水缸9，里面由供水機(jī)充滿水，土樣上方放置扭剪儀頂蓋13，整個(gè)裝置保持密封狀態(tài)，頂蓋上方連接有計(jì)算機(jī)14控制加載狀態(tài)的加載裝置8，在計(jì)算機(jī)14HCA軟件中開(kāi)啟有效圍壓300kPa條件下的不排水均等固結(jié)作用，固結(jié)六個(gè)小時(shí)后，再在HCA軟件中設(shè)置加載頻率為1Hz、加載波形為正弦波、采用應(yīng)力控制的循環(huán)荷載，待加載自然結(jié)束，導(dǎo)出均壓條件下試驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變曲線，如圖6-7所示，一個(gè)循環(huán)荷載0～20s的時(shí)間段內(nèi)，砂礫土樣隨時(shí)間的增長(zhǎng)其軸向應(yīng)變的變化范圍越來(lái)越大，其軸向應(yīng)力在前16s內(nèi)平穩(wěn)振動(dòng)，幅值穩(wěn)定，16～20s時(shí)段內(nèi)開(kāi)始衰減，兩者基本在0的正負(fù)兩個(gè)方向來(lái)回振動(dòng)，且曲線光滑、幅值明顯，很好地模擬了循環(huán)荷載下地震波對(duì)土的動(dòng)力影響，并且通過(guò)HCA儀導(dǎo)出的曲線可以很好地分析總結(jié)出此砂礫土的動(dòng)力特性。

本新型實(shí)用的進(jìn)行大粒徑砂礫土試驗(yàn)的空心圓柱扭剪儀底座不僅使得粒徑不大于8mm的砂礫土都能進(jìn)行等壓動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)，比以往最大粒徑多出6mm，而且得到的波形完整，曲線更加平滑，幅值更加穩(wěn)定，用不銹鋼鋼板代替銅制透水石也大大地降低了材料成本，非常經(jīng)濟(jì)適用。

以上所述僅為結(jié)合本次制作過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明，并不限制本結(jié)構(gòu)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型的進(jìn)行大粒徑砂礫土試驗(yàn)的空心圓柱扭剪儀底座可以有各種變化和更改，比如多個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改造、變換所用材料等。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。