一種鉗式防沉降儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及巖體結(jié)構(gòu)面的一種鉗式防沉降儀，主要包括主體支架、平衡桿、蝴蝶螺母、扳手型活動(dòng)鉗以及平衡塊等幾個(gè)部分；扳手型活動(dòng)鉗包括活動(dòng)鉗、固定鉗、活動(dòng)螺栓以及固定銷四個(gè)部分；主體支架上有一個(gè)豎直滑槽，平衡桿可通過松緊蝴蝶螺母從而實(shí)現(xiàn)在主體支架上下移動(dòng)；平衡桿的一端安裝平衡塊，使得整個(gè)體系平衡，另一端安裝扳手型活動(dòng)鉗，可調(diào)節(jié)扳手型活動(dòng)鉗的活動(dòng)螺栓，使活動(dòng)鉗伸縮運(yùn)動(dòng)，從而卡住試樣，再將固定銷插入活動(dòng)螺栓，從而使整個(gè)扳手鉗緊緊夾住試樣；在結(jié)構(gòu)面模型的制作過程中，通過使用結(jié)構(gòu)面模型的防沉降儀，將結(jié)構(gòu)面試樣夾緊使其固定不動(dòng)，避免了其發(fā)生不均勻沉降和沉降量過大的現(xiàn)象。
【專利說明】一種鉗式防沉降儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及到巖石力學(xué)中“xj-型攜帶式剪切儀測定結(jié)構(gòu)面剪切強(qiáng)度”所采用結(jié)構(gòu)面模型的制作【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鉗式防沉降儀。

【背景技術(shù)】
[0002]巖體沿結(jié)構(gòu)面的剪切破壞是工程巖體中最常見的破壞形式，因此，巖體的穩(wěn)定性研究也最關(guān)注巖體結(jié)構(gòu)面的剪切特性。在地質(zhì)、水利、鐵路、公路、市政等相關(guān)工程領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是工程設(shè)計(jì)和巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中非常重要的力學(xué)參數(shù)之一，抗剪強(qiáng)度指標(biāo)如果不準(zhǔn)確將直接導(dǎo)致工程應(yīng)用時(shí)造成較大偏差，也即抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的準(zhǔn)確與否極大地影響工程的安全性。巖體結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)一般要通過室內(nèi)試驗(yàn)或原位測試確定，但由于原位試驗(yàn)對(duì)巖石露頭、試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)場地等諸多要求，多采用室內(nèi)試驗(yàn)的方法來得到巖體結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，其中應(yīng)用最多的是使用XJ—型攜帶式剪切儀進(jìn)行巖體結(jié)構(gòu)面直剪試驗(yàn)。進(jìn)行結(jié)構(gòu)面直剪試驗(yàn)，要先制作結(jié)構(gòu)面模型，在制作過程中由于水泥砂漿的流動(dòng)性和巖體結(jié)構(gòu)面試樣的的自重作用，試樣在盛有水泥砂漿的樣模中發(fā)生不均勻沉降及沉降量過大的現(xiàn)象。
[0003]水利水電巖石力學(xué)試驗(yàn)規(guī)程(SL264-2001)中，結(jié)構(gòu)面直剪試驗(yàn)時(shí)要求法向荷載與剪切荷載的合力作用點(diǎn)位于剪切面的中心，法向荷載中心線垂直于剪切面并通過其中心。而在結(jié)構(gòu)面模型的制作過程中，結(jié)構(gòu)面試樣在盛有水泥砂漿的樣模中發(fā)生不均勻沉降的現(xiàn)象，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)面傾斜不水平，出現(xiàn)了誤差角，所制結(jié)構(gòu)面模型在進(jìn)行直剪試驗(yàn)時(shí)，結(jié)構(gòu)面與直剪儀所加豎向力不能垂直，導(dǎo)致法向力與剪切方向是不垂直的，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)明顯誤差甚至是錯(cuò)誤。再者，結(jié)構(gòu)面試樣若在水泥砂漿的樣模中沉降量過大，甚至導(dǎo)致是上下模型接觸，則制樣失敗?；蚴怯捎谖催M(jìn)行摁壓致使結(jié)構(gòu)面試樣高出樣模邊框許多，造成上下模型放入剪切盒后，千斤頂頂頭無法頂入，導(dǎo)致此結(jié)構(gòu)面模型制作失敗，該結(jié)構(gòu)面試樣作廢。因此，在制樣過程中若能避免上述情況的出現(xiàn)，將很大程度上提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和效率。本實(shí)用新型旨在消除上述所指的不均勻沉降及沉降量過大，通過使用鉗式防沉降儀將結(jié)構(gòu)面試樣固定不動(dòng)，避免了結(jié)構(gòu)面試樣的不均勻沉降和沉降量過大現(xiàn)象的發(fā)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型提供了一種鉗式防沉降儀，用于解決結(jié)構(gòu)面試樣制作時(shí)存在不均勻沉降及沉降量過大的缺點(diǎn)。該防沉降儀不僅結(jié)構(gòu)簡單、拆卸容易、操作方便，而且性價(jià)比高，使用效果好。
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]一種鉗式防沉降儀，包括主體支架I個(gè)、平衡桿I根、螺母2個(gè)、扳手型活動(dòng)鉗I個(gè)以及平衡塊I個(gè)；所述主體支架中間開有豎直滑槽，平衡桿穿過主體支架內(nèi)的滑槽可以在滑槽內(nèi)上下移動(dòng)，并通過滑槽兩側(cè)的螺母固定；所述平衡桿是一根帶有螺紋的直桿，所述平衡桿的一端安裝有扳手型活動(dòng)鉗，其另一端安裝有平衡塊。
[0007]以上所述扳手型活動(dòng)鉗由活動(dòng)鉗、固定鉗、活動(dòng)螺栓以及固定銷四個(gè)部分構(gòu)成；所述活動(dòng)螺栓的兩端在固定鉗的孔I中；所述活動(dòng)鉗兩端在固定鉗的孔2中；所述活動(dòng)螺栓與所述活動(dòng)鉗處于相互交錯(cuò)狀態(tài)，活動(dòng)螺栓通過轉(zhuǎn)動(dòng)能夠帶動(dòng)活動(dòng)鉗的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述固定銷插入活動(dòng)螺栓之中。
[0008]以上所述的扳手型活動(dòng)鉗的鉗口內(nèi)側(cè)為粗糙面；當(dāng)巖石樣品處于固定鉗和活動(dòng)鉗之間時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)螺栓來帶動(dòng)活動(dòng)鉗的轉(zhuǎn)動(dòng)，增加或減小對(duì)固定鉗和活動(dòng)鉗前端的咬合力，將巖石樣品固定在固定鉗和活動(dòng)鉗之間，此時(shí)，再用固定銷插入活動(dòng)螺栓之中，保證可以穩(wěn)穩(wěn)鉗住巖石樣品。
[0009]以上所述的扳手型活動(dòng)鉗的末端有一帶螺紋的孔，平衡桿上螺紋旋入該孔中，將扳手型活動(dòng)鉗固定在平衡桿上。
[0010]以上所述的平衡塊上設(shè)有帶螺紋的孔和用于微調(diào)的水準(zhǔn)泡；所述平衡桿上螺紋旋入平衡塊上帶螺紋的孔，通過調(diào)節(jié)平衡塊在平衡桿的位置來使所述防沉降儀的整體平衡，且微調(diào)平衡塊上的水準(zhǔn)泡使系統(tǒng)最終水平。
[0011 ] 以上所述螺母是蝴蝶螺母。
[0012]由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型提供的一種鉗式防沉降儀包括主體支架I個(gè)、平衡桿I根、蝴蝶螺母2個(gè)、扳手型活動(dòng)鉗I個(gè)(含活動(dòng)鉗、固定鉗、活動(dòng)螺栓、固定銷)、平衡塊I個(gè)；將本儀器組裝好，并將支架上的水平桿調(diào)平。在直剪試驗(yàn)前的結(jié)構(gòu)面模型的制作過程中，利用前端活動(dòng)扳手的卡口固定住結(jié)構(gòu)面試樣，并置于試樣制作模具中央的正上方，再往樣模內(nèi)澆筑一定量的水泥砂漿，達(dá)到一定高度后，開始將試樣從中心位置往下緩慢吊放。松開螺絲,移動(dòng)平衡桿,使結(jié)構(gòu)面試樣的受剪面僅高出樣模邊框大約4?5mm，并利用平衡塊上的水準(zhǔn)泡進(jìn)行調(diào)平，繼而將平衡桿兩側(cè)螺母擰緊固定，然后再澆筑水泥砂漿填滿搗實(shí)即可。在結(jié)構(gòu)面模型制作時(shí)，通過使用結(jié)構(gòu)面試樣的防沉降儀，將結(jié)構(gòu)面夾緊使其固定不動(dòng)，避免了其發(fā)生不均勻沉降和沉降量過大。
[0013]本實(shí)用新型的技術(shù)效果是:將主體支架放置在澆注模具的一側(cè)，并組裝好儀器的各個(gè)部件，然后用扳手型固定活動(dòng)鉗夾住結(jié)構(gòu)面試樣。吊放結(jié)構(gòu)面試樣，松開螺母，再上下移動(dòng)平衡桿使結(jié)構(gòu)面試樣的受剪面高出樣模邊框大約5mm處，然后將平衡桿螺母初步固定，并利用平衡塊上的水準(zhǔn)泡微調(diào)使之完全水平，繼而將活動(dòng)長桿兩側(cè)螺母擰緊固定，保證了結(jié)構(gòu)面試樣在水泥砂漿中不發(fā)生不均勻沉降及控制了結(jié)構(gòu)面試樣的沉降量，待水泥砂漿凝固后(約24h)即可將防沉降儀拆除。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]1、本實(shí)用新型防沉降儀原理簡單、直觀，不僅平衡桿可以轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以夾著試樣在滑槽里上下移動(dòng)，擴(kuò)大了可夾持結(jié)構(gòu)面式樣的高度范圍及實(shí)驗(yàn)的操作空間；
[0016]2、本實(shí)用新型防沉降儀有平衡塊，可以很好地調(diào)節(jié)儀器整體的平衡性，同時(shí)利用其上的水準(zhǔn)泡，可以微調(diào)平衡塊，使試樣水平，較之前的防沉降夾固定試樣的擁有更好的平衡作用；
[0017]3、本實(shí)用新型防沉降儀結(jié)構(gòu)簡單，便于攜帶、方便操作、易于拆卸、價(jià)格低廉、使用效果好；
[0018]4、本實(shí)用新型防沉降儀能起到固定結(jié)構(gòu)面試樣的作用，使其固定在某一高度，而不因水泥砂漿的流動(dòng)性和試樣的自重作用下發(fā)生沉降過大和不均勻沉降；
[0019]5、本實(shí)用新型防沉降儀通過扳手型固定活動(dòng)鉗的夾持作用，可很好的夾持結(jié)構(gòu)面試樣而不致使其隨意移動(dòng)，從而使得試樣保持一定的高度和水平。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型防沉降儀的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型扳手型活動(dòng)鉗的固定鉗示意圖。上述圖中:1_活動(dòng)鉗、2-活動(dòng)螺栓、3-固定鉗、4-螺母、5-平衡桿、6-平衡塊、7-主體支架、8-固定銷、9-水準(zhǔn)泡、10-固定鉗孔1、11_固定鉗孔2。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0023]本實(shí)用新型提供的一種鉗式防沉降儀整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，該防沉降儀主要包括主體支架、平衡桿、蝴蝶螺母、扳手型活動(dòng)鉗(含活動(dòng)鉗、固定鉗、活動(dòng)螺栓、固定銷)以及平衡塊等幾個(gè)部分；主體支架上有一個(gè)豎直滑槽，平衡桿可通過松緊蝴蝶螺母從而實(shí)現(xiàn)在主體支架上下移動(dòng)；平衡桿的一端安裝平衡塊，使得整個(gè)體系平衡，另一端安裝扳手型活動(dòng)鉗，可調(diào)節(jié)扳手型活動(dòng)鉗的活動(dòng)螺栓，使活動(dòng)鉗伸縮運(yùn)動(dòng)，從而卡住試樣，再將固定銷插入活動(dòng)螺栓，從而使整個(gè)扳手鉗緊緊夾住試樣。
[0024]本實(shí)施例中，主體支架高為60cm，下端為方形體，便于整個(gè)體系穩(wěn)定，中間為矩形滑槽，可供平衡桿在其中上下移動(dòng)，滑槽寬2cm ;平衡桿為螺紋鋼，橫截面直徑為2cm，長45cm ;兩個(gè)螺母，口徑直徑為2cm ;平衡塊尺寸為8cmX8cmX8cm,頂面帶有水準(zhǔn)泡,可通過螺紋平衡桿鎖在一起；平衡桿另一端為扳手型活動(dòng)鉗，兩個(gè)大鉗最大間距可調(diào)至15cm，以便能夾持固定更多尺寸的的結(jié)構(gòu)面試樣。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求的結(jié)構(gòu)面尺寸，在本實(shí)驗(yàn)中，結(jié)構(gòu)面試樣的尺寸大小一般要求為3cmX3cnTl2cmX 12cm,高2_5cm的長方體,本實(shí)用新型的防沉降儀對(duì)于3-12cm的結(jié)構(gòu)面試樣都是完全滿足條件的。
[0025]為了說明直剪試驗(yàn)結(jié)構(gòu)面試樣的鉗式防沉降儀的操作過程，本實(shí)用新型通過尺寸為1cmXlOcm的結(jié)構(gòu)面試樣的模型制作過程進(jìn)行說明。
[0026]結(jié)構(gòu)面模型制作前，在模具前后側(cè)板內(nèi)壁涂上一層薄黃油層，并復(fù)上一張牛皮紙，以使制作好的模型易與前后側(cè)板內(nèi)壁脫離，然后在半個(gè)模具內(nèi)加少量的水泥砂漿(需要修改);以模型為中心將支架放在其一側(cè)位置，組裝好儀器。
[0027]此時(shí)將結(jié)構(gòu)面試樣的防沉降儀放在模型一側(cè)，打開扳手型活動(dòng)鉗，將結(jié)構(gòu)面試樣卡住，使扳手型活動(dòng)鉗內(nèi)側(cè)與結(jié)構(gòu)面試樣兩側(cè)面接觸好，此時(shí)用固定銷卡住活動(dòng)螺栓。慢慢調(diào)節(jié)平衡桿兩端長度使其兩端大致平衡，然后初步調(diào)節(jié)兩端螺母，將試樣夾緊并保持受剪面水平；再進(jìn)一步調(diào)節(jié)螺母，讓平衡桿上下移動(dòng)，使試樣結(jié)構(gòu)面的受剪面高出樣模邊框大約4?5mm時(shí)，微調(diào)平衡塊上的水準(zhǔn)泡，再擰緊主體支架上的螺母，使整體固定，以阻止結(jié)構(gòu)面發(fā)生不均勻沉降或沉降量過大。
[0028]待水泥砂漿凝固(約24h)后，擰松活動(dòng)螺栓，移開扳手型活動(dòng)鉗即可；再將制作好的模型從模具中取出，將模具上的水泥殘?jiān)謇砀蓛?。在制作另一半模型時(shí)同樣與上述步驟相同使用防沉降儀。在空模具前后側(cè)板內(nèi)壁再次涂上一層薄黃油層，并復(fù)上一張牛皮紙，再加適量砂漿，在模具邊框兩端各放一根開縫墊條，將已凝固的那一半模型倒轉(zhuǎn)，利用夾持板夾緊模型，再利用鉗式防沉降儀進(jìn)行吊放，使試樣結(jié)構(gòu)面試樣的受剪面高出樣模邊框大約Γ 5mm時(shí)，再擰緊支架上的螺母固定活動(dòng)螺桿。待24h后，拆去防沉降儀及模具，取出試樣，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，這樣結(jié)構(gòu)面模型就制作完成了。
【權(quán)利要求】
1.一種鉗式防沉降儀，其特征在于:包括主體支架I個(gè)、平衡桿I根、螺母2個(gè)、扳手型活動(dòng)鉗I個(gè)以及平衡塊I個(gè)；所述主體支架中間開有豎直滑槽，平衡桿穿過主體支架內(nèi)的滑槽可以在滑槽內(nèi)上下移動(dòng)，并通過滑槽兩側(cè)的螺母固定；所述平衡桿是一根帶有螺紋的直桿，所述平衡桿的一端安裝有扳手型活動(dòng)鉗，其另一端安裝有平衡塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉗式防沉降儀，其特征在于:所述扳手型活動(dòng)鉗由活動(dòng)鉗、固定鉗、活動(dòng)螺栓以及固定銷四個(gè)部分構(gòu)成；所述活動(dòng)螺栓的兩端在固定鉗的孔I中；所述活動(dòng)鉗兩端在固定鉗的孔2中；所述活動(dòng)螺栓與所述活動(dòng)鉗處于相互交錯(cuò)狀態(tài),活動(dòng)螺栓通過轉(zhuǎn)動(dòng)能夠帶動(dòng)活動(dòng)鉗的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述固定銷插入活動(dòng)螺栓之中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鉗式防沉降儀，其特征在于:所述的扳手型活動(dòng)鉗的鉗口內(nèi)側(cè)為粗糙面；當(dāng)巖石樣品處于固定鉗和活動(dòng)鉗之間時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)螺栓來帶動(dòng)活動(dòng)鉗的轉(zhuǎn)動(dòng)，增加或減小對(duì)固定鉗和活動(dòng)鉗前端的咬合力，將巖石樣品固定在固定鉗和活動(dòng)鉗之間，此時(shí)，再用固定銷插入活動(dòng)螺栓之中，保證可以穩(wěn)穩(wěn)鉗住巖石樣品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉗式防沉降儀，其特征在于:所述的扳手型活動(dòng)鉗的末端有一帶螺紋的孔，平衡桿上螺紋旋入該孔中，將扳手型活動(dòng)鉗固定在平衡桿上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉗式防沉降儀，其特征在于:所述的平衡塊上設(shè)有帶螺紋的孔和用于微調(diào)的水準(zhǔn)泡；所述平衡桿上螺紋旋入平衡塊上帶螺紋的孔，通過調(diào)節(jié)平衡塊在平衡桿的位置來使所述防沉降儀的整體平衡，且微調(diào)平衡塊上的水準(zhǔn)泡使系統(tǒng)最終水平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉗式防沉降儀，其特征在于:所述螺母是蝴蝶螺母。
【文檔編號(hào)】G01C9/24GK204085979SQ201420512797
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】方堃, 江強(qiáng)強(qiáng), 李 浩, 姜耀飛, 劉超遠(yuǎn), 冉秀峰, 李哲豪, 陳會(huì)行, 米春元 申請(qǐng)人:中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）