一種用于大尺寸土工直剪儀的靜動(dòng)力防漏剪切盒裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于大尺寸土工直剪儀的防漏靜動(dòng)力剪切盒裝置。由剪切盒底板、剪切盒承土支架、剪切盒側(cè)限框、高強(qiáng)度彈簧組、豎向約束支架、約束直線導(dǎo)軌、約束滑塊和豎向荷載加載板組成。下剪切盒承土支架、高強(qiáng)度彈簧組、豎向約束支架固定在下剪切盒底板，下剪切盒側(cè)限框與高強(qiáng)度彈簧組連接固定并與下剪切盒承土支架嵌套構(gòu)成下剪切盒，上剪切盒側(cè)限框與豎向荷載加載板構(gòu)成上剪切盒，上下剪切盒內(nèi)部為體積可變的封閉長(zhǎng)方體空間，剪切過程中試驗(yàn)土體不會(huì)漏出。下剪切盒側(cè)限框端部通過約束直線導(dǎo)軌、約束滑塊與豎向約束支架連接固定，使整個(gè)剪切盒裝置只能豎向運(yùn)動(dòng)，并始終保持水平。本發(fā)明能妥善克服剪切盒漏土問題和加載板不水平問題，并能實(shí)現(xiàn)土體的靜動(dòng)力直剪試驗(yàn)和土?土工合成材料界面靜動(dòng)力直剪試驗(yàn)等多種試驗(yàn)?zāi)Ｊ健?br>【專利說明】
一種用于大尺寸土工直剪儀的靜動(dòng)力防漏剪切盒裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于大尺寸土工直剪儀的靜動(dòng)力防漏剪切盒裝置，可以克服在大尺寸土工直剪儀上進(jìn)行靜動(dòng)力直剪試驗(yàn)的漏土問題，可以實(shí)現(xiàn)多種大尺寸土工直剪試驗(yàn)，包括土體靜動(dòng)力直接剪切試驗(yàn)和界面靜動(dòng)力直接剪切試驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]直接剪切試驗(yàn)是巖土工程中測(cè)試土體剪切強(qiáng)度的重要試驗(yàn)方法，土工直剪儀是實(shí)現(xiàn)直接剪切試驗(yàn)的試驗(yàn)平臺(tái)，是巖土工程試驗(yàn)領(lǐng)域最基礎(chǔ)也是最重要的試驗(yàn)儀器之一。目前廣泛采用的土工直剪儀剪切盒的尺寸一般較小，而有較大尺寸剪切盒的土工直剪儀往往普遍存在剪切過程中剪切盒漏土、豎向加載板發(fā)生不水平或翹轉(zhuǎn)情況等問題，嚴(yán)重影響了試驗(yàn)?zāi)M力學(xué)過程的精度和試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)的可靠性。由于上述問題的存在，目前亟需研制出能夠在一般土工直剪儀上應(yīng)用，以期能妥善克服漏土問題和加載板不水平問題的，并能應(yīng)用于土工靜動(dòng)力直剪試驗(yàn)的剪切盒裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用于大尺寸土工直剪儀的靜動(dòng)力防漏剪切盒裝置。
[0004]本發(fā)明提出的一種用于大尺寸土工直剪儀的靜動(dòng)力防漏剪切盒裝置，由下剪切盒和上剪切盒組成，其中:
下剪切盒作為整個(gè)裝置的下部結(jié)構(gòu)，由下剪切盒底板1、下剪切盒承土支架2、下剪切盒側(cè)限框3、高強(qiáng)度彈簧組4、豎向約束支架7、約束直線導(dǎo)軌8和約束滑塊9組成，其中:下剪切盒承土支架2、高強(qiáng)度彈簧4和豎向約束支架7為預(yù)制的鋼制構(gòu)件，下剪切盒側(cè)限框3與下剪切盒承土支架2相嵌套，形成向上開放的容積固定的半封閉長(zhǎng)方體空間，用于盛納土工直剪試驗(yàn)土體;下剪切盒承土支架2通過高強(qiáng)螺栓固定在下剪切盒底板I上，豎向約束支架7通過高強(qiáng)螺栓固定于下剪切盒底板I上的四周，高強(qiáng)度彈簧組4上端用高強(qiáng)螺栓與下剪切盒側(cè)限框3下端固定，下端固定于下剪切盒底板I上，約束直線導(dǎo)軌8通過高強(qiáng)螺栓固定于豎向約束支架7上，與約束直線導(dǎo)軌8相匹配的約束滑塊9用高強(qiáng)螺栓固定于下剪切盒側(cè)限框3端部的加強(qiáng)肋上，高強(qiáng)度彈簧4、豎向約束支架7、約束直線導(dǎo)軌8、約束滑塊9組成的約束體系使得下剪切盒側(cè)限框在豎向力作用下只有豎直向下運(yùn)動(dòng)的自由度；
上剪切盒作為整個(gè)裝置的上部結(jié)構(gòu)，由上剪切盒側(cè)限框5和豎向荷載加載板6組成，上剪切盒側(cè)限框5上端與豎向荷載加載板6用高強(qiáng)螺栓固定，構(gòu)成向下開放的容積固定的半封閉長(zhǎng)方體空間，用于盛納直剪試驗(yàn)土體。
[0005]本發(fā)明中，下剪切盒承土支架2、下剪切盒側(cè)限框3、上剪切盒側(cè)限框5和豎向荷載加載板6為水平界面尺寸完全相同的矩形框型鋼制構(gòu)件，共同圍繞形成長(zhǎng)方體空間盛納直剪試驗(yàn)土體，其水平矩形截面的長(zhǎng)邊與短邊之比為3:1，矩形下剪切盒側(cè)限框3的4個(gè)端部設(shè)有加強(qiáng)肋板，用于固定4個(gè)約束滑塊9。
[0006]本發(fā)明中，固定于下剪切盒底板I上的豎向約束支架7有4個(gè)，--對(duì)應(yīng)4個(gè)固定于下剪切盒側(cè)限框3加強(qiáng)肋板上的約束直線導(dǎo)軌8。
[0007]本發(fā)明中，連接并固定于下剪切盒底板I和下剪切盒側(cè)限框3之間的高強(qiáng)度彈簧組4在剪切盒兩端均勻分布，能夠保證在均布豎向荷載作用下，下剪切盒側(cè)限框3保持水平不發(fā)生翹轉(zhuǎn)。
[0008]本發(fā)明的工作過程:
本發(fā)明為基于大尺寸土工直剪儀的裝置，不同試驗(yàn)?zāi)康暮凸δ軐?duì)應(yīng)于不同的工作過程，下面簡(jiǎn)述土體靜動(dòng)力直接剪切試驗(yàn)、土工合成材料-土界面靜動(dòng)力直接剪切試驗(yàn)的工作過程。
[0009]1、土體靜動(dòng)力直接剪切試驗(yàn)?zāi)Ｊ降墓ぷ鬟^程如下:將上剪切盒側(cè)限框5對(duì)齊下剪切盒側(cè)限框3放置于下剪切盒側(cè)限框3上，將試驗(yàn)土體10放入下剪切盒承土支架2與下剪切盒側(cè)限框3、上剪切盒側(cè)限框5共同形成的向上開放半空間中，并將長(zhǎng)方形半開放空間完全填滿，對(duì)試驗(yàn)土體使用工具進(jìn)行必要的搗實(shí)操作，隨后將豎向荷載加載板6放置于上剪切盒側(cè)限框5上并用高強(qiáng)螺栓固定，將試驗(yàn)土體完全密封在封閉的長(zhǎng)方體剪切盒空間內(nèi)，以上工作完成后，方可按照一般土工直剪儀的規(guī)范操作，進(jìn)行土體的靜力直接剪切試驗(yàn)或動(dòng)力直接剪切試驗(yàn)。參照?qǐng)D1?圖6。
[0010]2、土工合成材料-土界面靜動(dòng)力直接剪切試驗(yàn)的工作過程如下:將試驗(yàn)土體10放入下剪切盒承土支架2與下剪切盒側(cè)限框3共同形成的向上開放半空間中，并將長(zhǎng)方形半開放空間完全填滿，對(duì)試驗(yàn)土體使用工具進(jìn)行必要的搗實(shí)操作，將上剪切盒側(cè)限框5對(duì)齊下剪切盒側(cè)限框3放置于下剪切盒側(cè)限框3上，將土工合成材料11用高強(qiáng)膠貼附與豎向荷載加載板6下表面上，隨后將豎向荷載加載板6放置于上剪切盒側(cè)限框5下段并用高強(qiáng)螺栓固定，將試驗(yàn)土體完全密封在封閉的長(zhǎng)方體剪切盒空間內(nèi)，以上工作完成后，方可按照一般土工直剪儀的規(guī)范操作，進(jìn)行土體的靜力直接剪切試驗(yàn)或動(dòng)力直接剪切試驗(yàn)。參照?qǐng)D1?圖5和圖7。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)了一種彈簧式可變形剪切盒試驗(yàn)裝置，能夠有效避免傳統(tǒng)土工直剪試驗(yàn)中出現(xiàn)的漏土現(xiàn)象，將上剪切盒做為一個(gè)整體可以有效避免一般土工直剪試驗(yàn)中出現(xiàn)的豎向加載板不水平、發(fā)生翹轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，有效地提高了試驗(yàn)?zāi)M的準(zhǔn)確性，提高了試驗(yàn)精度。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的不意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的前視圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的左視圖。
[0015]圖4為本發(fā)明的右視圖。
[0016]圖5為本發(fā)明的俯視圖。
[0017]圖6為本發(fā)明的土體靜動(dòng)力直接剪切試驗(yàn)示意圖。
[0018]圖7為本發(fā)明土工合成材料-土界面靜動(dòng)力直接剪切試驗(yàn)示意圖。
[0019]圖中標(biāo)號(hào):I為下剪切盒底板，2為下剪切盒承土支架，3為下剪切盒側(cè)限框，4為高強(qiáng)度彈簧組，5為上剪切盒側(cè)限框，6為豎向荷載加載板，7為豎向約束支架，8為約束直線導(dǎo)軌，9為約束滑塊，10為直剪試驗(yàn)的試驗(yàn)土體，11為直剪試驗(yàn)的土工合成材料。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明為多功能試驗(yàn)儀器，不同試驗(yàn)?zāi)康暮凸δ軐?duì)應(yīng)于不同的工作過程，下面通過實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
[0021]實(shí)施例1
本發(fā)明提出的一種用于大尺寸土工直剪儀的靜動(dòng)力防漏剪切盒裝置，由下剪切盒、上剪切盒兩部分組成，其中:
下剪切盒作為整個(gè)裝置的下部結(jié)構(gòu)，由下剪切盒底板1、下剪切盒承土支架2、下剪切盒側(cè)限框3、高強(qiáng)度彈簧組4、豎向約束支架7、約束直線導(dǎo)軌8、約束滑塊9組成，其中下剪切盒承土支架2、高強(qiáng)度彈簧4、豎向約束支架7為預(yù)制的鋼制構(gòu)件，使用高強(qiáng)螺栓固定在下剪切盒底板I上，高強(qiáng)度彈簧組4上端用高強(qiáng)螺栓與下剪切盒側(cè)限框3下端固定，約束直線導(dǎo)軌8用高強(qiáng)螺栓固定在豎向約束支架上，與約束直線導(dǎo)軌8相匹配的約束滑塊9用高強(qiáng)螺栓固定在下剪切盒側(cè)限框3端部的加強(qiáng)肋上，高強(qiáng)度彈簧4、豎向約束支架7、約束直線導(dǎo)軌8、約束滑塊9組成的約束體系使得下剪切盒側(cè)限框在豎向力作用下只有豎直向下運(yùn)動(dòng)的自由度，只能作有限豎向運(yùn)動(dòng)的下剪切盒側(cè)限框與下剪切盒承土支架2構(gòu)成向上開放的容積可變的半封閉長(zhǎng)方體空間，用于盛納直剪試驗(yàn)土體；
上剪切盒作為整個(gè)裝置的上部結(jié)構(gòu)，由上剪切盒側(cè)限框5、豎向荷載加載板6組成，上剪切盒側(cè)限框5上端與豎向荷載加載板6用高強(qiáng)螺栓固定，構(gòu)成向下開放的容積固定的半封閉長(zhǎng)方體空間，用于盛納直剪試驗(yàn)土體；
本發(fā)明中下剪切盒承土支架2、下剪切盒側(cè)限框3、上剪切盒側(cè)限框5、豎向荷載加載板6為水平界面尺寸完全相同的矩形框型鋼制構(gòu)件，共同圍繞形成長(zhǎng)方體空間盛納直剪試驗(yàn)土體，其水平矩形截面的長(zhǎng)邊與短邊之比為3:1，下剪切盒側(cè)限框3矩形4個(gè)端部有加強(qiáng)肋板，用于固定4個(gè)約束滑塊9;
本發(fā)明中固定于下剪切盒底板I上的豎向約束支架7有4個(gè)，--對(duì)應(yīng)4個(gè)固定于下剪切盒側(cè)限框3加強(qiáng)肋板上的約束直線導(dǎo)軌8;
本發(fā)明中連接并固定于下剪切盒底板I和下剪切盒側(cè)限框3之間的高強(qiáng)度彈簧組4在剪切盒兩端均勻分布，能夠保證在均布豎向荷載作用下，下剪切盒側(cè)限框3保持水平不發(fā)生翹轉(zhuǎn)。
[0022]土體靜動(dòng)力直接剪切試驗(yàn)?zāi)Ｊ降墓ぷ鬟^程如下:將上剪切盒側(cè)限框5對(duì)齊下剪切盒側(cè)限框3放置于下剪切盒側(cè)限框3上，將試驗(yàn)土體10放入下剪切盒承土支架2與下剪切盒側(cè)限框3、上剪切盒側(cè)限框5共同形成的向上開放半空間中，并將長(zhǎng)方形半開放空間完全填滿，對(duì)試驗(yàn)土體使用工具進(jìn)行必要的搗實(shí)操作，隨后將豎向荷載加載板6放置于上剪切盒側(cè)限框5上并用高強(qiáng)螺栓固定，將試驗(yàn)土體完全密封在封閉的長(zhǎng)方體剪切盒空間內(nèi)，以上工作完成后，方可按照一般土工直剪儀的規(guī)范操作，進(jìn)行土體的直接剪切試驗(yàn)。參照?qǐng)D1?6，本領(lǐng)域的技術(shù)人員均能順利實(shí)施。
[0023]實(shí)施例2
采用實(shí)施例1所述的裝置，土工合成材料-土界面靜動(dòng)力直接剪切試驗(yàn)?zāi)Ｊ降墓ぷ鬟^程如下:將試驗(yàn)土體10放入下剪切盒承土支架2與下剪切盒側(cè)限框3共同形成的向上開放半空間中，并將長(zhǎng)方形半開放空間完全填滿，對(duì)試驗(yàn)土體使用工具進(jìn)行必要的搗實(shí)操作，將上剪切盒側(cè)限框5對(duì)齊下剪切盒側(cè)限框3放置于下剪切盒側(cè)限框3上，將土工合成材料11用高強(qiáng)膠貼附與豎向荷載加載板6下表面上，隨后將豎向荷載加載板6放置于上剪切盒側(cè)限框5下段并用高強(qiáng)螺栓固定，將試驗(yàn)土體完全密封在封閉的長(zhǎng)方體剪切盒空間內(nèi)，以上工作完成后，方可按照一般土工直剪儀的規(guī)范操作，進(jìn)行土體的直接剪切試驗(yàn)。參照?qǐng)D1?5及圖7，本領(lǐng)域的技術(shù)人員均能順利實(shí)施。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于大尺寸土工直剪儀的靜動(dòng)力防漏剪切盒裝置，由下剪切盒和上剪切盒組成，其特征在于: 下剪切盒作為整個(gè)裝置的下部結(jié)構(gòu)，由下剪切盒底板(I)、下剪切盒承土支架(2)、下剪切盒側(cè)限框(3)、高強(qiáng)度彈簧組(4)、豎向約束支架(7)、約束直線導(dǎo)軌(8)和約束滑塊(9)組成，其中:下剪切盒承土支架(2)、高強(qiáng)度彈簧(4)和豎向約束支架(7)為預(yù)制的鋼制構(gòu)件，下剪切盒側(cè)限框(3)與下剪切盒承土支架(2)相嵌套，形成向上開放的容積固定的半封閉長(zhǎng)方體空間，用于盛納土工直剪試驗(yàn)土體;下剪切盒承土支架(2)通過高強(qiáng)螺栓固定在下剪切盒底板(I)上，豎向約束支架(7)通過高強(qiáng)螺栓固定于下剪切盒底板(I)上的四周，高強(qiáng)度彈簧組(4)上端用高強(qiáng)螺栓與下剪切盒側(cè)限框(3)下端固定，下端固定于下剪切盒底板(I)上，約束直線導(dǎo)軌(8)通過高強(qiáng)螺栓固定于豎向約束支架(7)上，與約束直線導(dǎo)軌(8)相匹配的約束滑塊(9)用高強(qiáng)螺栓固定于下剪切盒側(cè)限框(3)端部的加強(qiáng)肋上，高強(qiáng)度彈簧(4)、豎向約束支架(7)、約束直線導(dǎo)軌(8)、約束滑塊(9)組成的約束體系使得下剪切盒側(cè)限框在豎向力作用下只有豎直向下運(yùn)動(dòng)的自由度； 上剪切盒作為整個(gè)裝置的上部結(jié)構(gòu)，由上剪切盒側(cè)限框(5)和豎向荷載加載板(6)組成，上剪切盒側(cè)限框(5)上端與豎向荷載加載板(6)用高強(qiáng)螺栓固定，構(gòu)成向下開放的容積固定的半封閉長(zhǎng)方體空間，用于盛納直剪試驗(yàn)土體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大尺寸土工直剪儀的靜動(dòng)力防漏剪切盒裝置，其特征在于下剪切盒承土支架(2)、下剪切盒側(cè)限框(3)、上剪切盒側(cè)限框(5)和豎向荷載加載板(6)為水平界面尺寸完全相同的矩形框型鋼制構(gòu)件，共同圍繞形成長(zhǎng)方體空間盛納直剪試驗(yàn)土體，其水平矩形截面的長(zhǎng)邊與短邊之比為(3):(1)，矩形下剪切盒側(cè)限框(3)的4個(gè)端部設(shè)有加強(qiáng)肋板，用于固定4個(gè)約束滑塊(9)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大尺寸土工直剪儀的靜動(dòng)力防漏剪切盒裝置，其特征在于下固定于下剪切盒底板(I)上的豎向約束支架(7)有4個(gè)，一一對(duì)應(yīng)4個(gè)固定于下剪切盒側(cè)限框(3)加強(qiáng)肋板上的約束直線導(dǎo)軌(8)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大尺寸土工直剪儀的靜動(dòng)力防漏剪切盒裝置，其特征在于下連接并固定于下剪切盒底板(I)和下剪切盒側(cè)限框(3)之間的高強(qiáng)度彈簧組(4)在剪切盒兩端均勻分布，能夠保證在均布豎向荷載作用下，下剪切盒側(cè)限框(3)保持水平不發(fā)生翹轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】G01N3/24GK106018124SQ201610332577
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】馮世進(jìn), 沈陽(yáng), 黃茂松
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)