專利名稱：現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的直剪試驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)裝置，特別涉及針對(duì)如礦山排 土場(chǎng)或粗粒土的現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的直剪試驗(yàn)儀
背景技術(shù)：
由于原狀樣土具有明顯的結(jié)構(gòu)性，而非擾動(dòng)土的結(jié)構(gòu)性對(duì)它的力學(xué)性質(zhì)影響較為 顯著。所以需現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定非擾動(dòng)土的力學(xué)性質(zhì)，以深入了解非擾動(dòng)土的一些力學(xué)性的變化規(guī) 律，從而為排土場(chǎng)和廢石場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性提供更可靠的力學(xué)參數(shù)。然而，由于現(xiàn)有的非擾動(dòng)土直剪試驗(yàn)儀具有以下不足①現(xiàn)有的大型直剪儀一般 僅適用于在室內(nèi)測(cè)定擾動(dòng)土的力學(xué)性質(zhì)；②利用現(xiàn)有的大型直剪試驗(yàn)儀進(jìn)行垂直和水平加 載時(shí)需使用專門設(shè)備，不便于攜帶進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定；③現(xiàn)有的大型直剪試驗(yàn)儀因體積較大、重 量較為笨重和裝卸較為麻煩，不利于運(yùn)輸，且成本較高，一般很少在現(xiàn)場(chǎng)使用。因此，需探索一種方便用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定非擾動(dòng)土抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)裝置，并能方便地 利用現(xiàn)場(chǎng)資源進(jìn)行加載。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的直剪試驗(yàn)儀，該試驗(yàn)儀可方便地在現(xiàn) 場(chǎng)使用來測(cè)定非擾動(dòng)土的力學(xué)性質(zhì)，以便于研究非擾動(dòng)土與擾動(dòng)土的一些力學(xué)性變化規(guī) 律，為礦山廢石的排放設(shè)計(jì)方案和排土場(chǎng)后期的穩(wěn)定性分析提供理論依據(jù)。本發(fā)明的現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的直剪試驗(yàn)儀，包括剪切裝置、垂直加載裝置和水平加載 裝置，所述剪切裝置包括下剪切盒和以滑動(dòng)配合方式設(shè)置于下剪切盒上的上剪切盒，所述 垂直加載裝置包括用于容納重物的加載容器I和與加載容器I固定連接用于對(duì)上剪切盒 內(nèi)非擾動(dòng)土豎直加載的傳力組件I，所述水平加載裝置包括用于容納重物的加載容器II和 與加載容器II連接用于對(duì)上剪切盒水平加載的傳力組件II。進(jìn)一步，所述上剪切盒與下剪切盒之間沿剪切方向的剪切縫內(nèi)設(shè)置有滾珠；
進(jìn)一步，所述傳力組件I包括上傳力板、下傳力板和設(shè)置于上傳力板與下傳力板之間 的滾軸排，所述加載容器I設(shè)置于上傳力板正上方并與上傳力板固定連接；
進(jìn)一步，所述傳力組件II包括拉繩、支架和設(shè)置于支架上的定滑輪，所述拉繩以定滑輪 為支點(diǎn)，一端水平連接上剪切盒，另一端豎直連接加載容器II ； 進(jìn)一步，所述拉繩以可拆卸的方式與上剪切盒連接； 進(jìn)一步，所述下剪切盒外表面設(shè)置有錨固釘。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的直剪試驗(yàn)儀，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，收放、攜帶方便；
2)能直接利用現(xiàn)場(chǎng)材料進(jìn)行加載，使用方便；
3)加載均勻、準(zhǔn)確，試驗(yàn)精度較高；
4)上、下剪切盒之間摩擦小，測(cè)得結(jié)果比較準(zhǔn)確。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的主視圖3為圖2的右視圖； 圖4為圖2的俯視圖。
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明的主視圖，圖3為圖2的右視圖，圖4為 圖2的俯視圖，如圖所示本實(shí)施例的現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的直剪試驗(yàn)儀，包括剪切裝置、垂直加 載裝置和水平加載裝置，所述剪切裝置包括下剪切盒1和以滑動(dòng)配合方式設(shè)置于下剪切盒 1上的上剪切盒2，所述垂直加載裝置包括用于容納重物的加載容器I 3和與加載容器I 3 固定連接用于對(duì)上剪切盒2內(nèi)非擾動(dòng)土豎直加載的傳力組件I，所述水平加載裝置包括用 于容納重物的加載容器II 4和與加載容器II 4連接用于對(duì)上剪切盒2水平加載的傳力組件 II，使用時(shí)，將下剪切盒固定，并將上、下剪切盒套于所測(cè)非擾動(dòng)土四周，然后在下剪切盒四 周放入適量的土石以便固定下剪切盒。同時(shí)，直接利用現(xiàn)場(chǎng)土石等材料裝入加載容器I內(nèi) 對(duì)待測(cè)土進(jìn)行豎直加載，同時(shí)，也利用現(xiàn)場(chǎng)材料裝入加載容器II內(nèi)對(duì)上剪切盒施加水平載 荷，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的抗剪強(qiáng)度測(cè)試，得出豎直載荷與水平載荷的關(guān)系，以便于測(cè)定非擾 動(dòng)土的力學(xué)性質(zhì)，以能深入了解非擾動(dòng)土與擾動(dòng)土的一些力學(xué)性的變化規(guī)律，為礦山廢石 的排放設(shè)計(jì)方案和排土場(chǎng)后期的穩(wěn)定性分析提供理論依據(jù)。本實(shí)施例中，所述上剪切盒2與下剪切盒1之間沿剪切方向的剪切縫內(nèi)設(shè)置有兩 排滾珠5，上、下剪切盒的兩側(cè)各一排，以避免上剪切盒與下剪切盒之間的摩擦對(duì)試驗(yàn)結(jié)果 產(chǎn)生較大影響。本實(shí)施例中，所述傳力組件I包括上傳力板6、下傳力板7和設(shè)置于上傳力板6與 下傳力板7之間的滾軸排8，所述加載容器I 3設(shè)置于上傳力板6正上方并與上傳力板6固 定連接，上、下傳力板保證土體所受的垂直荷載均勻分布于土體表面，同時(shí)，滾軸排使試驗(yàn) 過程中垂直荷載的作用點(diǎn)始終在土體的中心位置，以提高試驗(yàn)準(zhǔn)確性。本實(shí)施例中，所述傳力組件II包括拉繩9、支架10和設(shè)置于支架10上的定滑輪 11，所述拉繩9以定滑輪11為支點(diǎn)，一端水平連接上剪切盒2，另一端豎直連接加載容器 II 4，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例中，所述拉繩9 一端設(shè)置掛鉤13，上剪切盒上設(shè)置掛座14，拉繩9通過掛 鉤13和掛座14以可拆卸的方式與上剪切盒2連接，便于拆卸進(jìn)行攜帶、收放等，使用方便。本實(shí)施例中，所述下剪切盒1外表面設(shè)置有錨固釘12，錨固釘伸入下剪切盒周圍 的土體內(nèi)進(jìn)行錨固，以防止下剪切盒在試驗(yàn)過程中移動(dòng)，影響試驗(yàn)結(jié)果。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的直剪試驗(yàn)儀，包括剪切裝置、垂直加載裝置和水平加載裝置，其特征在于所述剪切裝置包括下剪切盒(1)和以滑動(dòng)配合方式設(shè)置于下剪切盒(1)上的上剪切盒(2)，所述垂直加載裝置包括用于容納重物的加載容器Ⅰ(3)和與加載容器Ⅰ(3)固定連接用于對(duì)上剪切盒(2)內(nèi)非擾動(dòng)土豎直加載的傳力組件Ⅰ，所述水平加載裝置包括用于容納重物的加載容器Ⅱ(4)和與加載容器Ⅱ(4)連接用于對(duì)上剪切盒(2)水平加載的傳力組件Ⅱ。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的直剪試驗(yàn)儀，其特征在于所述上剪切盒(2) 與下剪切盒(1)之間沿剪切方向的剪切縫內(nèi)設(shè)置有滾珠(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的直剪試驗(yàn)儀，其特征在于所述傳力組件I 包括上傳力板(6)、下傳力板(7)和設(shè)置于上傳力板(6)與下傳力板(7)之間的滾軸排(8)， 所述加載容器I (3)設(shè)置于上傳力板(6)正上方并與上傳力板(6)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的直剪試驗(yàn)儀，其特征在于所述傳力組件II 包括拉繩(9)、支架(10)和設(shè)置于支架(10)上的定滑輪(11)，所述拉繩(9)以定滑輪(11) 為支點(diǎn)，一端水平連接上剪切盒(2 )，另一端豎直連接加載容器II (4 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的直剪試驗(yàn)儀，其特征在于所述拉繩(9)以可 拆卸的方式與上剪切盒(2)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的直剪試驗(yàn)儀，其特征在于所述下剪切盒(1) 外表面設(shè)置有錨固釘(12)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的直剪試驗(yàn)儀，包括剪切裝置、垂直加載裝置和水平加載裝置，剪切裝置包括下剪切盒和以滑動(dòng)配合方式設(shè)置于下剪切盒上的上剪切盒，垂直加載裝置包括加載容器Ⅰ和用于對(duì)土體豎直加載的傳力組件Ⅰ，水平加載裝置包括加載容器Ⅱ和用于對(duì)上剪切盒水平加載的傳力組件Ⅱ，使用時(shí)，將上、下剪切盒套于所測(cè)非擾動(dòng)土四周，然后在下剪切盒四周放入適量的土石以便固定下剪切盒，并在加載容器Ⅰ和加載容器Ⅱ內(nèi)分別裝入現(xiàn)場(chǎng)土石，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)非擾動(dòng)土的抗剪強(qiáng)度測(cè)試，以測(cè)定非擾動(dòng)土在不同垂直壓力下的剪應(yīng)力，從而深入了解非擾動(dòng)土的一些力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律，為礦山廢石的排放設(shè)計(jì)方案和排土場(chǎng)后期的穩(wěn)定性分析提供理論依據(jù)。
文檔編號(hào)G01N3/24GK101968415SQ20101051433
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者孔祥云, 楊春和, 王光進(jìn), 顧義磊 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)