本發(fā)明涉及巖土力學，具體為一種巖土直剪式試驗設(shè)備及試驗方法。

背景技術(shù)：

1、巖土直剪式驗設(shè)備是用于測量巖土體抗剪強度的重要工具，通過模擬巖土體在剪切力作用下的行為，來測定其抗剪強度的儀器。該設(shè)備能夠模擬巖土體在實際工程中的受力狀態(tài)，為工程師提供關(guān)于巖土穩(wěn)定性和變形特性的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

2、現(xiàn)有巖土直剪式驗設(shè)備通過對巖土試件放置在剪切盒的上下盒內(nèi)，并對剪切盒內(nèi)的巖土試件施加垂直壓力和水平剪切力，使得巖土試件在剪切面桑發(fā)生剪切位移直至破壞，在試驗過程中記錄劍氣過程中的力，進而分析得到巖土的剪切強度；

3、由于試件的面積相對較小，剪切面上的剪切應(yīng)力分布不均勻，在剪切盒的上下盒錯位過程中，被剪切力剪切的巖土試件的剪切面存有并非土樣破壞時最具土樣抗剪強度的面的問題，使得試驗結(jié)果精度低，因此需要對多個巖土試件進行試驗，增加了試驗人員的工作量，降低了試驗效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種巖土直剪式試驗設(shè)備及試驗方法，以解決上述過程中所提到的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種巖土直剪式試驗設(shè)備，包括機架，設(shè)置于所述機架上的檢測箱，設(shè)置于所述檢測箱上的傳感器，設(shè)置于所述機架上的豎板，設(shè)置于所述豎板上的液壓桿，設(shè)置于所述機架上的試驗部件，設(shè)置于所述試驗部件上的退料組件，所述退料組件用于排出試驗部件內(nèi)的被破壞的巖土試件，設(shè)置于所述退料組件上的清潔部件，設(shè)置于所述試驗部件上的排料部件；

3、所述試驗部件包括兩個側(cè)板，設(shè)置于所述側(cè)板上的移動板一，設(shè)置于所述移動板一上的施壓組件，設(shè)置于所述施壓組件上的壓板，設(shè)置于所述移動板一中部區(qū)域的上環(huán)，設(shè)置于所述液壓桿上的中環(huán)，設(shè)置于所述側(cè)板上的移動板二，設(shè)置于所述移動板二上的下環(huán)，所述上環(huán)、中環(huán)、下環(huán)組成試驗筒，設(shè)置于試驗筒內(nèi)的升降板。

4、作為本發(fā)明所述巖土直剪式試驗設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：所述退料組件包括底板，設(shè)置于所述底板上的齒環(huán)，設(shè)置于所述齒環(huán)上的退料筒，設(shè)置于所述退料筒內(nèi)的退料桿，設(shè)置于所述退料桿上的連桿。

5、作為本發(fā)明所述巖土直剪式試驗設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：設(shè)置于所述移動板二上的導向環(huán)，對稱設(shè)置于所述導向環(huán)上的導向桿，斜對稱設(shè)置于所述底板上的氣筒二，設(shè)置于所述氣筒二內(nèi)的齒條一。

6、作為本發(fā)明所述巖土直剪式試驗設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：所述退料組件還包括同步板，設(shè)置于所述同步板上的同步桿，斜對稱設(shè)置于所述底板上的氣筒一。

7、作為本發(fā)明所述巖土直剪式試驗設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：所述清潔部件包括齒輪一，陣列設(shè)置于所述升降板上的連接軸，陣列設(shè)置于所述升降板上的觸發(fā)桿，設(shè)置于所述連接軸上的齒輪二，設(shè)置于所述連接軸上的轉(zhuǎn)動組件。

8、作為本發(fā)明所述巖土直剪式試驗設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：所述轉(zhuǎn)動組件包括中桿，對稱設(shè)置于所述中桿上的頂桿，設(shè)置于所述中桿內(nèi)的轉(zhuǎn)軸，設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸上的牽引繩，設(shè)置于所述頂桿內(nèi)的轉(zhuǎn)筒，設(shè)置于所述轉(zhuǎn)筒內(nèi)的牽引板，設(shè)置于所述轉(zhuǎn)筒上的清潔球。

9、作為本發(fā)明所述巖土直剪式試驗設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：所述排料部件包括齒輪三，所述齒輪三上同軸連接有齒輪四，對稱設(shè)置于所述移動板一上的齒條二。

10、作為本發(fā)明所述巖土直剪式試驗設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：所述排料部件還包括擋板，設(shè)置于所述擋板上的刮條，對稱設(shè)置于所述移動板一上的切割板。

11、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種巖土直剪式試驗設(shè)備的試驗方法，包括如下試驗方法：

12、首先將移動板一、移動板二手動推至遠離傳感器的一端的極限位，此時液壓桿伸縮端收縮，然后將巖土試件放置在升降板上，此時啟動氣缸，氣缸的活塞端帶動壓板逐漸下降并與試件接觸，然后試件在壓板的壓力作用下逐漸下降，此時同步板將同步下降，試件此時位于試驗筒內(nèi)；

13、同步桿下降時，同步桿將會驅(qū)動齒條二沿著線槽滑動，齒條二帶動擋板朝著試件的方向移動，當擋板與試件接觸時，此時扭簧二形變，兩個擋板繞著鉸接座轉(zhuǎn)動并避讓試件，兩個擋板穿過并脫離試件時，此時兩個擋板在扭簧二的復(fù)位彈力作用下復(fù)位；

14、啟動液壓桿，此時液壓桿的伸縮端將推動中環(huán)，此時在試件的連接作用下，上環(huán)與下環(huán)將受到中環(huán)的剪切力，移動板一、移動板二通過接觸板將上環(huán)與中環(huán)之間試件的剪切力、下環(huán)與中環(huán)之間的試件的剪切力傳遞至兩個傳感器，此時顯示器上將會顯示處試件在兩個剪切面上的剪切力；

15、試驗完成后，通過控制液壓桿的伸縮端驅(qū)動中環(huán)復(fù)位，手動驅(qū)動移動板一、移動板二復(fù)位，然后控制氣缸活塞端復(fù)位；

16、壓板逐漸上升，在氣缸活塞端復(fù)位過程中，壓板將帶動同步板同步上升，此時氣筒一內(nèi)產(chǎn)生負壓，氣筒二內(nèi)的氣筒通過氣管進入氣筒一內(nèi)，此時氣筒二內(nèi)的氣塞二將帶動齒條一移動；

17、齒條一驅(qū)動齒環(huán)轉(zhuǎn)動，齒環(huán)驅(qū)動退料筒轉(zhuǎn)動，在導向桿的限位作用下，退料筒將會通過退料槽驅(qū)動退料桿逐漸朝著升降板的方向移動，退料桿通過連桿推動升降板朝著上環(huán)的放向移動，此時處于試驗筒內(nèi)的試件將會被升降板推動至移動板一上表面；

18、然后擋板將與試件接觸，在限位板的限位作用下，擋板不會避讓試件，此時擋板以及刮條將會推動試件朝著靠近液壓桿的方向移動；

19、在擋板移動過程中，切割軸將會沿著切割槽滑動，致使刮條往復(fù)移動對試件與升降板的連接處進行切割；

20、升降板朝著移動板一的方向逐漸上升時，退料桿驅(qū)動倆個頂桿上的清潔球靠攏試驗筒的內(nèi)壁；

21、在兩個清潔球交替與試驗筒內(nèi)壁接觸時，第一個頂桿上的清潔球與試驗筒內(nèi)壁接觸過程中，第二個頂桿以及清潔球?qū)c觸發(fā)桿接觸，致使第二個頂桿繞著其與中桿的鉸接處為軸心轉(zhuǎn)動，此時扭簧一形變，由于觸發(fā)桿與第二個頂桿上的清潔球接觸，第二個頂桿中的轉(zhuǎn)筒受接觸摩擦力的影響不會轉(zhuǎn)動，使得第二個頂桿中的牽引板通過牽引繩拉動第一個頂桿中的牽引板；

22、此時第一個頂桿中的牽引板將會在轉(zhuǎn)筒內(nèi)滑動，第一個頂桿中的轉(zhuǎn)筒將會轉(zhuǎn)動并且驅(qū)動其上的清潔球同步轉(zhuǎn)動，進而在第一個頂桿上的清潔球接觸并剮蹭試驗筒內(nèi)壁時，第一個頂桿上的清潔球?qū)赞D(zhuǎn)；

23、當?shù)谝粋€頂桿以及其上的清潔球不與觸發(fā)桿接觸時，此時牽引板將在彈簧的復(fù)位彈力作用下轉(zhuǎn)動復(fù)位。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

25、1、通過在移動板一、移動板二上分別設(shè)置上環(huán)、下環(huán)，并通過液壓桿推動中環(huán)移動，使得試件的兩個剪切面受到剪切力，并通過兩個傳感器分別測量兩個剪切面的抗剪強度，提高了對巖土土樣的抗剪強度試驗的試驗結(jié)果精度，同時降低了試驗人員的工作勞動量，進一步促進了對巖土抗剪強度試驗的試驗效率；

26、2、通過施壓組件驅(qū)動同步桿，進而控制氣塞一、氣塞二分別在氣筒一、氣筒二內(nèi)的移位，進而使得退料筒驅(qū)動升降板移動，使得試驗筒內(nèi)的試驗后的試件能夠被排至移動板一上表面，省略了試件試驗完成后，需要人工手動將試件取出的步驟，降低了試驗人員的勞動量，提升了巖土土樣抗剪強度試驗的便捷性；

27、3、通過連桿的轉(zhuǎn)動驅(qū)動連接軸上的轉(zhuǎn)動組件中的清潔球?qū)υ囼炌驳膬?nèi)壁進行刮蹭清潔，并通過觸發(fā)桿驅(qū)動中桿一端的頂桿，使得中桿另一端的頂桿上的清潔球在牽引繩的作用力下自轉(zhuǎn)，進一步促進了清潔球?qū)υ囼炌矁?nèi)壁的殘留土樣的清除效果，保證了試驗筒內(nèi)的潔凈，提供了巖土試件抗剪強度試驗的試驗精度；

28、4、通過同步桿驅(qū)動齒條二移動，使得齒條二帶動擋板移動，致使刮條將由升降板推出試驗筒外的試件推至與升降板分離，由于試件具有黏性，通過切割軸滑動在呈波浪狀結(jié)構(gòu)的切割槽內(nèi)，使得刮條在分割升降板上的試件時，刮條通過往復(fù)切割運動對升降板上的試件進行分割，提高了對升降板上粘黏的試件的分離效果以及分離效率，進而保障了升降板上表面的表面潔凈度，避免了殘留的臟污影響下一次對試件試驗的試驗結(jié)果精度。